DE102007024119B4 - Turboladersteuersystem - Google Patents
Turboladersteuersystem Download PDFInfo
- Publication number
- DE102007024119B4 DE102007024119B4 DE102007024119.6A DE102007024119A DE102007024119B4 DE 102007024119 B4 DE102007024119 B4 DE 102007024119B4 DE 102007024119 A DE102007024119 A DE 102007024119A DE 102007024119 B4 DE102007024119 B4 DE 102007024119B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- boost pressure
- signal
- engine
- turbocharger
- speed
- 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.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D23/00—Controlling engines characterised by their being supercharged
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0002—Controlling intake air
- F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
- F02D41/221—Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of actuators or electrically driven elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/013—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in series
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
- F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
- F02B39/16—Other safety measures for, or other control of, pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/70—Input parameters for engine control said parameters being related to the vehicle exterior
- F02D2200/703—Atmospheric pressure
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
Abstract
Steuersystem zur Steuerung des Turboladerladedrucks eines Verbrennungsmotors auf verschiedenen unterschiedlichen Höhen, wobei der Motor eine Einlasssammelleitung und eine Auslasssammelleitung hat, die jeweils mit einem Kompressorabschnitt und einem Turbinenabschnitt eines Turboladers verbunden sind, wobei das Steuersystem Folgendes aufweist:
ein Wastegate, welches zwischen der Auslasssammelleitung und dem Turbinenabschnitt angeschlossen ist, wobei das Wastegate bewegbar ist zwischen einer offenen Position, in der ein Strömungsmittelfluss, der vom Motor ausgelassen wird, frei an der Turbine vorbeilaufen kann, und einer geschlossenen Position, in der der Strömungsmittelfluss, der vom Motor ausgestoßen wird, davon abgehalten wird, an der Turbine vorbeizulaufen;
erste Mittel zum Abfühlen einer Drehzahl des Motors und zum Liefern eines entsprechenden Drehzahlsignals;
zweite Mittel zum Abfühlen eines Ladedruckes des Motors und zum Liefern eines darauf ansprechenden Ladedrucksignals;
dritte Mittel zum Abfühlen einer Benzinzumess- bzw. Zahnstangenposition des Motors und zum Liefern eines entsprechenden Benzinzumess- bzw. Zahnstangenpositionssignals;
vierte Mittel zum Abfühlen einer Drehzahl des Turboladers und zum Liefern eines darauf ansprechenden Turboladerdrehzahlsignals;
Steuermittel, die mit den ersten, zweiten, dritten, und vierten Abfühlmitteln verbunden sind, um das Drehzahlsignal, das Ladedrucksignal, das Benzinzumess- bzw. Zahnstangenpositionssignal und das Turboladerdrehzahlsignal abzufühlen, um einen Ladedruckfehler basierend auf den Ist- und Soll-Ladedruckwerten für das Drehzahlsignal,
das Ladedrucksignal, das Zahnstangenpositionssignal und das Turboladerdrehzahlsignal zu bestimmen, und ein darauf ansprechendes Steuersignal zu liefern;
wobei die Steuermittel einen Prozessor aufweisen, wobei der Prozessor einen Soll-Ladedruckwert basierend auf dem Drehzahlsignal, dem Benzinzumess- bzw. Zahnstangenpositionssignal und dem abgefühlten Turboladerdrehzahlsignal bestimmt, wobei der Prozessor einen Ladedruckwert aus einem Ladedruckkennfeld und einen Ladedruckversetzungswert aus einem Ladedruckversetzungskennfeld auswählt und die ausgewählten Ladedruck- und
Ladedruckversetzungswerte kombiniert, um den Soll-Ladedruckwert zu bestimmen, wobei der Ladedruckkennfeldwert eine Funktion der Motordrehzahl und der Zahnstangenposition ist, und wobei der Ladedruckversetzungswert eine Funktion der Motordrehzahl und der Turboladerdrehzahl ist; und
Betätigungsvorrichtungsmittel zur Aufnahme des Steuersignals, um darauf ansprechend das Wastegate zu der offenen Position oder der geschlossenen Position hin zu bewegen, und zu einer Position zwischen der offenen und der geschlossenen Position.
ein Wastegate, welches zwischen der Auslasssammelleitung und dem Turbinenabschnitt angeschlossen ist, wobei das Wastegate bewegbar ist zwischen einer offenen Position, in der ein Strömungsmittelfluss, der vom Motor ausgelassen wird, frei an der Turbine vorbeilaufen kann, und einer geschlossenen Position, in der der Strömungsmittelfluss, der vom Motor ausgestoßen wird, davon abgehalten wird, an der Turbine vorbeizulaufen;
erste Mittel zum Abfühlen einer Drehzahl des Motors und zum Liefern eines entsprechenden Drehzahlsignals;
zweite Mittel zum Abfühlen eines Ladedruckes des Motors und zum Liefern eines darauf ansprechenden Ladedrucksignals;
dritte Mittel zum Abfühlen einer Benzinzumess- bzw. Zahnstangenposition des Motors und zum Liefern eines entsprechenden Benzinzumess- bzw. Zahnstangenpositionssignals;
vierte Mittel zum Abfühlen einer Drehzahl des Turboladers und zum Liefern eines darauf ansprechenden Turboladerdrehzahlsignals;
Steuermittel, die mit den ersten, zweiten, dritten, und vierten Abfühlmitteln verbunden sind, um das Drehzahlsignal, das Ladedrucksignal, das Benzinzumess- bzw. Zahnstangenpositionssignal und das Turboladerdrehzahlsignal abzufühlen, um einen Ladedruckfehler basierend auf den Ist- und Soll-Ladedruckwerten für das Drehzahlsignal,
das Ladedrucksignal, das Zahnstangenpositionssignal und das Turboladerdrehzahlsignal zu bestimmen, und ein darauf ansprechendes Steuersignal zu liefern;
wobei die Steuermittel einen Prozessor aufweisen, wobei der Prozessor einen Soll-Ladedruckwert basierend auf dem Drehzahlsignal, dem Benzinzumess- bzw. Zahnstangenpositionssignal und dem abgefühlten Turboladerdrehzahlsignal bestimmt, wobei der Prozessor einen Ladedruckwert aus einem Ladedruckkennfeld und einen Ladedruckversetzungswert aus einem Ladedruckversetzungskennfeld auswählt und die ausgewählten Ladedruck- und
Ladedruckversetzungswerte kombiniert, um den Soll-Ladedruckwert zu bestimmen, wobei der Ladedruckkennfeldwert eine Funktion der Motordrehzahl und der Zahnstangenposition ist, und wobei der Ladedruckversetzungswert eine Funktion der Motordrehzahl und der Turboladerdrehzahl ist; und
Betätigungsvorrichtungsmittel zur Aufnahme des Steuersignals, um darauf ansprechend das Wastegate zu der offenen Position oder der geschlossenen Position hin zu bewegen, und zu einer Position zwischen der offenen und der geschlossenen Position.
Description
- Technisches Gebiet
- Diese Offenbarung bezieht sich auf ein Turboladersteuersystem und insbesondere auf ein Steuersystem zur Steuerung der Luftmenge, die von dem Turbolader zu einem Verbrennungsmotor auf unterschiedlichen Betriebshöhen des Motors geliefert wird.
- Hintergrund
- Turboaufgeladene Motoren der Bauart, die typischerweise bei Geländelastwägen verwendet wird, haben oft ein pneumatisch betätigtes Auslassventil bzw. Ableitungsventil zur Steuerung der Turboladerdrehzahl und somit des Ladedruckes, der zur Einlasssammelleitung des Motors geliefert wird. Das Auslassventil ist normalerweise in dem Auslasssystem des Motors angeordnet und steuert die Drehzahl des Turboladers durch Modifizieren des Volumens der Abgase, die zum Turbinenabschnitt des Turboladers geleitet werden.
-
US 4,697,421 A offenbart ein Auslassventil zum Umleiten eines Motorabgasflusses von dem Turbinenabschnitt und zur Steuerung des Ladedruckes dadurch. Das Auslassventil wird durch eine pneumatische Betätigungsvorrichtung bewegt, die durch ein Steuerventil gesteuert wird, welches den Auslassventilöffnungsdruck variiert, und zwar basierend auf dem Ladedruck und der Einlasssammelleitungstemperatur. Das Halten des Ladedruckes auf einem Zieldruck kann die Motorbetriebsbedingungen verbessern und das Motorklopfen auf einer gegebenen Höhe verringern. Da es jedoch keine Kompensation für den Betrieb auf unterschiedlichen Höhen gibt, kann jedoch der Verlust der Aufladung bei hohen Höhen und eine übermäßige Aufladung bei niedrigeren Höhen und Umgebungstemperaturen auftreten. Der optimale Betrieb für den Motor wird nicht erreicht. - Auslassventile sind beim Schützen des Motors vor einer übermäßigen Aufladung (Spitzenzylinderdruck) bei niedrigen Höhen (Umgebungstemperaturen) erfolgreich gewesen, konnten jedoch nicht in Situationen erfolgreich verwendet werden, wo eine präzise Modulation des Auslassventils erforderlich ist. Strömungsmittelbetriebene Auslasssteuersysteme des Standes der Technik haben unzureichendes Ansprechen und unzureichende Genauigkeit, die für eine gute Modulation erforderlich sind. Um ein höheres Ausmaß an Optimierung eines Auslassventilbetriebes vorzusehen, muss daher ein schneller ansprechendes und genaueres Steuersystem vorgesehen werden.
- Um die Auslasssteuerung zu optimieren, um niedrigere Abgastemperaturen aufrechtzuerhalten, und um das richtige Ausmaß einer Aufladung bei verschiedenen Luftdichten vorzusehen (bei unterschiedlichen Höhen und unterschiedlichen Umgebungslufttemperaturen) ist es nötig, ein Steuersystem vorzusehen, welches verschiedene in Beziehung stehende Steuerparameter berücksichtigt. Gegenwärtig ist ein solches Steuersystem noch nicht vorhanden.
- WO 2000 / 020 746 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Steuern eines Turboladers mit variabler Geometrie (VGT) in einem Modus mit Regelung (closed loop) und Steuerung (open loop) und ein Schaltmechanismus zum Bestimmen, ob Steuerregeln mit Steuerung (open loop) oder Regelung (closed loop) verwendet werden sollten. In der Betriebsart mit Regelung (closed loop) wird ein Korrekturfaktor, der von einem Druckkorrekturkennfeld basierend auf der Motordrehzahl und dem Atmosphärendruck erhalten wird, von dem gewünschten Ladedruck abgezogen, um eine Überdrehzahl des Turboladers bei niedrigeren Atmosphärendrücken zu verhindern. Der tatsächliche Ladedruck wird dann nach der Korrektur mit dem gewünschten Ladedruck verglichen, um ein Ladedruckfehlersignal zu erhalten. Das Ladedruckfehlersignal wird als eine Eingabe für ein Proportional-Integral-Differentialsteuergesetz verwendet, das als Antwort eine gewünschte VGT-Schaufelposition erzeugt.
-
GB 2 372 839 A -
US 6 480 782 B2 offenbart einen Ladungsbegrenzungsmanager, der zwischen dem Soll-EGR-System und / oder dem Turboladerverhalten und den tatsächlichen Fähigkeiten der EGR-System- und / oder Turboladersteuermechanismen unter den gegenwärtigen Betriebsbedingungen arbitriert. In einer Ausführungsform umfasst der Ladungsbegrenzungsmanager drei Begrenzerblöcke, die Offset-Signale als separate Funktionen der Turbolader-Kompressorauslasstemperatur, der Turboladerdrehzahl und der Druckdifferenz (DELTAP) über ein EGR-Ventil erzeugen. Ein Ladungsbegrenzungsselektorblock reagiert auf die dadurch erzeugten Versatzwerte und auch auf befohlene Werte des Ladungsflusses und des EGR-Anteils sowie Betriebswerte der EGR-Ventilposition und DELTAP, um die Ladungsfluss- und EGR-Fraktionsbefehle auf steuerbare Werte zu begrenzen. Diese Werte werden vorzugsweise von tatsächlichen oder geschätzten Werten des Ladungsflusses und des EGR-Anteils subtrahiert, um Ladungsfluss- und EGR-Anteilfehlerwerte zur Verwendung bei der Steuerung eines oder mehrerer EGR-System- und / oder Turbolader-Schluckkapazitäts- / Effizienzsteuermechanismen zu erzeugen. - Zusammenfassung der Erfindung
- Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Steuersystem zur Steuerung des Turboladeraufladungsdruckes eines Verbrennungsmotors bei verschiedenen unterschiedlichen Höhen wird vorgesehen, wie es im Patentanspruch 1 definiert ist. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Figurenliste
-
-
1 ist eine schematische Zeichnung eines beispielhaften Ausführungsbeispiels, welches einen turboaufgeladenen Verbrennungsmotor, ein Abgas- bzw. Auslassventil und ein Steuersystem zur Steuerung des Auslassventils zeigt; -
2 ist ein Flussdiagramm, welches die Steuersystemsteuerlogik gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel zeigt; -
3 ist eine Kurvendarstellung, die die Ladedruckversetzung gegenüber der Höhe bei einer Motordrehzahl von 1750 U/min zeigt, -
4 ist eine Kurvendarstellung, die den Soll-Ladedruck gegenüber der Höhe bei einer Motordrehzahl von 1750 U/min zeigt; -
5 ist eine Kurvendarstellung, die die Turboladerdrehzahl gegenüber der Höhe bei einer Motordrehzahl von 1750 U/min zeigt; -
6 ist eine Kurvendarstellung, die die Abgastemperatur gegenüber der Höhe bei einer Motordrehzahl von 1750 U/min zeigt; -
7 ist ein dreidimensionales Ladedruckkennfeld mit Ladedruck, Motordrehzahl und Rack- bzw. Zahnstangenposition als Koordinaten; und -
8 ist ein Flussdiagramm, welches die Steuersystemsteuerlogik gemäß einem weiteren beispielhaften Ausführungsbeispiel zeigt. - Detaillierte Beschreibung
- Mit Bezugnahme auf die Zeichnungen und insbesondere auf
1 ist ein Steuersystem10 zur Steuerung des Ladedruckes eines Turboladers12 eines Verbrennungsmotors14 , beispielsweise eines Dieselmotors, auf verschiedenen unterschiedlichen Höhen gezeigt. Der Motor14 hat eine Einlasssammelleitung16 und eine Auslasssammelleitung18 , die jeweils mit einem Kompressorabschnitt20 und einem Turbinenabschnitt22 des Turboladers12 verbunden sind. Der Turbolader12 des speziellen Ausführungsbeispiels besteht aus zwei Turboladern, die in Reihe verbunden sind, einem Niederdruckturbolader24 und einem Hochdruckturbolader26 , die jeweils einen Kompressorabschnitt20 und einen Turbinenabschnitt22 haben. Wie in der Technik wohl bekannt ist, sind, um einen vollen Bereich von Motorbetriebsanforderungen abzudecken, wie beispielsweise unterschiedliche Höhen und Temperaturen, die die Ladedruckanforderungen des Motors beeinflussen, oft zwei Turbolader vorgesehen. - Ein Auslass- bzw. Abgasventil
28 , welches zwischen der Auslasssammelleitung18 und dem Turbinenabschnitt22 angeschlossen ist, ist bewegbar zwischen einer offenen Position30 , in der ein Strömungsmittelfluss, der aus dem Motor14 ausgestoßen wird, frei an der Turbine22 vorbeilaufen kann, und einer geschlossenen Position32 , in der ein Strömungsmittelfluss, der vom Motor14 ausgestoßen wird, davon abgehalten wird, an der Turbine22 vorbeizulaufen. Das Auslassventil28 leitet einen Abgasströmungsmittelfluss in der offenen Position und in Positionen zwischen der offenen Position30 und der geschlossenen Position32 vorbei. Da das Auslassventil stufenlos variabel ist, bestimmen Positionen zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position unterschiedliche Bypass- bzw. Überleitungscharakteristiken. Es sei bemerkt, dass in der geschlossenen Position32 das Auslassventil28 nicht vollständig geschlossen sein kann, und dass ein Teil der Abgase an dem Turbinenabschnitt22 vorbeilaufen kann. In ähnlicher Weise kann in der offenen Position das Auslassventil28 nicht vollständig offen sein, um alle Abgase vorbeizuleiten. Die offenen und geschlossenen Positionen können mit zwei unterschiedlichen Zumessöffnungsgrößen verbunden sein, wobei Zwischenzumessöffnungsgrößen an Stellen dazwischen vorgesehen sind. - Das Abgasventil
28 ist derart gezeigt, dass es eine linear bewegbare Scheibe34 und einen festen Sitz36 hat, jedoch sind andere Konfigurationen, wie beispielsweise ein Butterfly- bzw. Drossel- und Klappenventile äquivalente Ausführungen und innerhalb des Umfangs der Offenbarung. Das Auslassventil28 ist in einer Bypass- bzw. Überleitungsleitung38 angeordnet, die in die Auslassleitung40 zwischen der Auslasssammelleitung18 und dem Turbinenabschnitt22 eingefügt ist. Die Überleitungsleitung38 ist mit der Auslasssammelleitung18 parallel mit dem Turbinenabschnitt22 verbunden. Abgase, die von dem Auslassventil28 umgeleitet werden, werden durch die Bypass- bzw. Überleitungsleitung zum Schalldämpfer42 geleitet, der in der Abgasleitung angeordnet ist. - Auslasssensormittel
31 können verwendet werden, um zu bestimmen, ob das Auslassventil28 ordnungsgemäß arbeitet. Beispielsweise fühlen die Auslasssensormittel31 die Position des Auslassventils28 ab und liefern ein entsprechendes Signal über einen Leiter33 , der zwischen dem Auslassventil28 und den Steuermitteln58 angeschlossen ist. Die Steuermittel58 können bestimmen, ob das Auslassventil28 ordnungsgemäß arbeitet, und zwar basierend auf einem Vergleich der Position des Auslassventils28 und einem Steuersignal, welches verwendet wird, um das Auslassventil28 zu positionieren. - Erste Mittel
44 fühlen die Drehzahl der Kurbelwelle46 des Motors14 ab und liefern ein darauf ansprechendes digitales Drehzahlsignal über einen Leiter48 . Die ersten Mittel44 können irgendeinen geeigneten Wandler aufweisen, beispielsweise einen Magnetaufnehmer und ein benachbartes Zahnrad. Der Wandler ist mit dem Motor verbunden und das Zahnrad ist an der Motorkurbelwelle46 befestigt. - Zweite Mittel
50 fühlen den Ladedruck des Motors ab und liefern ein darauf ansprechendes Ladedrucksignal über den Leiter52 . Die zweiten Mittel50 können einen Druckwandler von irgendeiner geeigneten kommerziell verfügbaren Bauart aufweisen, die mit der Einlasssammelleitung16 verbunden ist und darin angeordnet ist. Das Ladedrucksignal ist analog und entspricht bezüglich der Größe dem Ladedruck an der Einlasssammelleitung. - Dritte Mittel
54 fühlen eine Zahnstangen- bzw. Einspritzmengenposition (Rack-Position) des Motors ab und liefern ein darauf ansprechendes Zahnstangenpositionssignal über den Leiter56 . Dem Fachmann sagt der Ausdruck Zahnstange bzw. Rack, wenn er in Verbindung mit Verbrennungsmotoren verwendet wird, die elektronisch gesteuerte Brennstoffeinspritzvorrichtungen haben, dass dies eine ausgewählte Menge an Brennstoff anzeigt, die zum Motor geliefert wird. Diese ausgewählte Brennstoffmenge basiert beispielsweise auf einer Bedienereingabe. Die dritten Mittel54 können eine Bedienerbefehlseingabevorrichtung der analogen oder digitalen Bauart aufweisen. Beispielsweise kann die Position auf einer Bedienereingabe eines Hebels oder eines Pedals basieren, die mit einem Potentiometer oder einem Encoder bzw. einem Codierer verbunden ist. Die analoge oder digitale Vorrichtung richtet die Motorleistung ein, die vom Fahrzeugbediener angefordert wird, und weist Steuermittel58 an, eine Motorzahnstangenposition einzurichten. Es sei bemerkt, dass das Zahnstangenpositionssignal direkt von den Steuermitteln erhalten werden kann. Dies ist äquivalent und innerhalb des Kerns der Bedeutung der dritten Mittel54 . - Vierte Mittel
60 fühlen einen barometrischen Druck bzw. Außendruck der Motorumgebung ab und liefern ein darauf ansprechendes barometrisches Drucksignal entweder von analoger oder von digitaler Art über den Leiter62 . Die vierten Mittel60 können irgendeinen geeigneten kommerziell erhältlichen barometrischen Drucksensor aufweisen. Wie dies dem Fachmann bekannt ist, variiert der barometrische Druck bzw. Außendruck mit der Höhe und ist somit proportional dazu. Das barometrische Drucksignal kann aus Verarbeitungsgründen in eine Höhe umgewandelt werden. - Fünfte Mittel
61 fühlen eine Drehzahl des Turboladers12 und liefern ein darauf ansprechendes Turboladerdrehzahlsignal über den Leiter63 . Die fünften Mittel61 können einen oder mehrere geeignete Drehzahlsensoren aufweisen, die mit dem Turbolader12 verbunden sind. Alternativ können die fünften Mittel61 ein oder mehrere virtuelle Sensoren aufweisen, um einen Turboladerdrehzahlwert basierend auf Werten von Eingangsparametern zu erzeugen, die von einem oder mehreren physischen Sensoren abgefühlt werden. - Ein Brennstoffeinspritzsystem
64 , welches eine Vielzahl von Brennstoffeinspritzvorrichtungen66 von irgendeiner geeigneten Konstruktion aufweist (von denen nur eine gezeigt ist) verteilt Brennstoff zum Antrieb des Motors14 . Das Brennstoffeinspritzsystem66 ist mit den Steuermitteln58 über den Leiter68 und unter elektronischer Steuerung davon verbunden. Die Brennstoffeinspritzvorrichtungen66 werden vorzugsweise durch kommerziell erhältliche elektrohydraulische Ventile70 gesteuert (von denen nur eins gezeigt ist), die Signalen entsprechen, die von den Steuermitteln58 geliefert werden. Die Einspritzvorrichtungen liefern Brennstoff zum Motor basierend auf Steuersignalen von den Steuermitteln58 . - Die Steuermittel
58 sind mit den ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Abfühlmitteln44 ,50 ,54 ,60 und61 über Leiter48 ,52 ,56 ,62 und63 zum Aufnehmen des Motordrehzahlsignals, des Ladedrucksignals, des Rack- bzw. Zahnstangenpositionssignals und des barometrischen Drucksignals oder des Turboladerdrehzahlsignals verbunden. Die Steuermittel58 weisen einen Prozessor72 , einen Speicher74 und einen Analog/Digital-Wandler76 auf, um Analogsignale umzuwandeln, falls erforderlich, und einen Treiber78 zum Antreiben von Betätigungsvorrichtungsmitteln80 . Die Steuermittel58 sprechen auf diese Steuersignale zur Bestimmung eines Ladedruckfehlers an, und zwar basierend auf dem Drehzahlsignal, dem Ladedrucksignal, dem Zahnstangenpositionssignal und dem barometrischen Drucksignal oder dem Turboladerdrehzahlsignal, und sie liefern ein darauf ansprechendes Steuersignal. - Die Betätigungsvorrichtungsmittel
80 nehmen das Steuersignal über den Leiter82 auf, der zwischen den Steuermitteln und den Betätigungsvorrichtungsmitteln80 angeschlossen ist, und bewegen darauf ansprechend das Auslassventil28 zu einer der offenen und geschlossenen Positionen und verändern dadurch das Ausmaß des Ladedruckes, welches vom Turbolader12 zur Einlasssammelleitung16 des Motors14 geliefert wird. - Wie am Besten in
2 zu sehen, ist die Logik zur Steuerung des Auslassventils28 detailliert gezeigt. Der Prozessor72 bestimmt beispielsweise den Ladedruck durch Auswahl eines Ladedruckwertes aus einer Ladedruckkarte bzw. einem Ladedruckkennfeld150 (oder einer Nachschautabelle) basierend auf den Motordrehzahl- und Zahnstangenpositionssignalen. - Die Steuervorrichtung
72 bestimmt eine Ladedruckversetzung, beispielsweise durch Auswahl eines Ladedruckversetzungswertes bzw. Ladedruck-Offset-Wertes aus einem Ladedruckversetzungskennfeld52 (oder aus einer Nachschautabelle) basierend auf der Motordrehzahl und dem barometrischen Druck. Es sei bemerkt, dass der Prozessor den barometrischen Druck in Höhe umwandeln kann. In solchen Fällen basiert die Ladedruckversetzungskarte auf der Drehzahl und der Höhe. - Der Prozessor kombiniert die Ladedruckversetzung und die Ladedruckwerte im Kasten
154 , um einen Soll-Ladedruckwert zu erhalten. Der Ladedruckfehler im Kasten156 wird als eine Differenz zwischen den Ist- und Soll-Ladedruckwerten bestimmt (LadedruckIst - LadedruckSoll = LadedruckFehler). Der tatsächliche Ladedruck bzw. Ist-Ladedruck, Kasten158 , ist der Ladedruck, der von den zweiten Mitteln50 abgefühlt wird und zum Prozessor72 geliefert wird. Zusätzliche Informationen bezüglich der Logik der Auslassventilsteuerung werden im Folgenden besprochen. - Wie in
3 gezeigt, variiert der Ladedruckversetzungswert bei 1750 U/min, wie von der Kurve220 gezeigt, mit der Höhe zwischen ungefähr -5 und 65 kPa. Durch eine Betrachtung der Kurve220 , und wie man erwarten kann, ist die Veränderung der Ladedruckversetzung am größten zwischen 5000 und 12500 Fuß. Eine Schar von getrennten Ladedruckversetzungskurven existiert für die anderen Motordrehzahlen. Der Ladedruckversetzungswert im Kasten152 ,2 , wird aus einem Ladedruckversetzungskennfeld, aus einer Nachschautabelle oder Ähnlichem für die abgefühlte Motordrehzahl und den barometrischen Druck ausgewählt. - Mit Bezug auf
7 ist ein dreidimensionales Ladedruckkennfeld detailliert gezeigt. Der Ladedruckwert für eine spezielle Motordrehzahl und eine Zahnstangenposition kann leicht bestimmt werden. Wie im Kasten150 gezeigt, wird der Ladedruckwert für eine abgefühlte Motordrehzahl und eine Zahnstangenposition bestimmt, wie beispielsweise aus einem Ladedruckkennfeld, einer Nachschautabelle usw. Der Ladedruckwert wird darauf folgend bei der Bestimmung des Soll-Ladedruckes verwendet. - Wie in
4 gezeigt, variiert der Soll-Ladedruckwert bei 1750 U/min, wie von der Kurve222 gezeigt, mit der Höhe zwischen ungefähr 275-350 kPa. Aus einer Betrachtung der Kurve222 , und wie man erwarten kann, ist die Veränderung der Ladedruckversetzung am größten zwischen 5000 und 12500 Fuß. Eine Schar von getrennten Soll-Ladedruckkurven existiert für die anderen Motordrehzahlen. Der Soll-Ladedruckwert im Kasten154 ,2 , wird aus einem Soll-Ladedruckkennfeld, aus einer Nachschautabelle oder Ähnlichem ausgewählt, und zwar basierend auf dem Ladedruck und der Ladedruckversetzung, wie in den Kästen150 bzw.152 bestimmt. - Wie in den Kurvendarstellungen der
5 und6 gezeigt, sind die Turboladerdrehzahl und die Motorauslasstemperatur jeweils mit Bezug auf die Höhe aufgezeichnet. Wie in5 zu sehen, steigt bei einer Motordrehzahl von 1750 U/min die Turboladerdrehzahlkurve224 mit der Höhe bis ungefähr 7500 Fuß. Steigerungen der Turboladerdrehzahl über 7500 Fuß werden verhindert. In ähnlicher Weise, wie in6 zu sehen ist, steigt bei einer Motordrehzahl von 1750 U/min die Abgastemperaturkurve226 mit der Höhe, bis sie sich 12500 Fuß annähert. Wie zu sehen ist, werden Einschränkungen bezüglich der Turboladerdrehzahl und der Motorabgastemperaturen eingerichtet, um eine vorzeitige Abnutzung und einen Schaden am Turbolader und am Motor zu verhindern. Wie oben besprochen, gibt es eine Kurvenschar, die mit den Kurven224 ,226 in Beziehung stehen, für andere Motordrehzahlen. - Es sei bemerkt, dass die Steuermittel
58 den Turboladerbetrieb absichern, und zwar indem sie verhindern, dass der Turbolader die Drehzahl- und Temperaturgrenzen überschreitet, auch wenn ein zusätzlicher Ladedruck die Leistung steigern würde. - Mit Bezug auf
1 weisen die Betätigungsvorrichtungsmittel eine lineare Betätigungsvorrichtung84 mit einem zylindrischen rohrförmigen Gehäuse86 , einem Kolben87 und einer Stange88 auf, die mit dem Kolben87 und dem Auslassventil28 verbunden ist. Die Stange88 ist axial verschiebbar bewegbar mit dem Gehäuse86 verbunden. Das Gehäuse86 hat erste und zweite Enden90 ,92 . Die lineare Betätigungsvorrichtung84 hat eine Membran94 , die mit der Kolbenstange88 und dem Gehäuse86 an einer Stelle zwischen den ersten und zweiten Gehäuseenden90 ,92 verbunden ist. Die Membran94 ist in dichtendem Eingriff mit dem Gehäuse86 und der Stange88 und definiert eine Kammer96 in dem Gehäuse86 . Das erste Ende90 hat eine abgedichtete Öffnung98 von ausgewähltem Durchmesser darin. Die Stange88 hat einen vorgewählten Durchmesser und erstreckt sich durch die Öffnung98 . Der Durchmesser der Stange88 ist kleiner als der Durchmesser der abgedichteten Öffnung98 und definiert ein vorbestimmtes Spiel dazwischen. Das vorbestimmte Spiel definiert einen gesteuerten Leckagepfad zwischen der Kammer96 und der Atmosphäre. Eine Feder100 ist vorgesehen, um das Auslassventil zu einer vorbestimmten Neutralposition hin zu drücken. Die Neutralposition ist derart gezeichnet, dass sie zwischen der geöffneten Position30 und der geschlossenen Position32 ist, jedoch können andere Positionen als die offene und die geschlossene Position ausgewählt werden, um die Betriebscharakteristiken vorzusehen, die in der neutralen Position erwünscht sind. - Die Betätigungsvorrichtungsmittel
80 weisen ein Proportionalventil102 auf. Das Proportionalventil102 ist mit einer Quelle104 für unter Druck gesetzten Strömungsmittelfluss durch eine erste Leitung106 und mit dem Gehäuse86 durch eine zweite Leitung108 verbunden. Die erste Leitung106 liefert einen unter Druck gesetzten Strömungsmittelfluss von der Quelle104 zum Proportionalventil102 , und die zweite Leitung108 liefert einen unter Druck gesetzten Strömungsmittelfluss vom Proportionalventil102 zur Kammer96 . Das Proportionalventil102 ist vorzugsweise ein elektromagnetbetriebenes Proportionalluftventil von herkömmlicher Konstruktion und ist mit den Steuermitteln58 durch den Leiter82 verbunden. Das Proportionalventil102 nimmt Steuersignale auf, die von den Steuermitteln58 geliefert werden, und zwar durch den Leiter82 , und moduliert darauf ansprechend den unter Druck gesetzten Strömungsmittelfluss, der von der Quelle104 des unter Druck gesetzten Strömungsmittelflusses zum Gehäuse86 geliefert wird. - Die Quelle
104 des unter Druck gesetzten Strömungsmittelflusses kann einerseits eine unabhängige Luftversorgung sein, beispielsweise ein Luftkompressor110 . Alternativ kann die Einlassluft, die zum Motor14 geliefert wird, die Quelle104 für einen unter Druck gesetzten Strömungsmittelfluss sein. Die Leitung108 verbindet entweder den Kompressor110 mit dem Proportionalventil102 oder die Einlasssammelleitung16 mit dem Proportionalventil102 . - Eine feste Zumessöffnung
112 von vorbestimmter Größe ist mit der zweiten Leitung108 verbunden, und in paralleler Strömungsmittel durchlassender Beziehung mit der zweiten Leitung108 . Die feste Zumessöffnung112 leitet einen Teil des unter Druck gesetzten Strömungsmittelflusses ab, der zu der zweiten Leitung108 durch das Proportionalventil102 geliefert wird, und richtet eine Steuerflussrate in Kombination mit dem unter Druck gesetzten Strömungsmittelfluss ein, der durch das Proportionalventil102 geleitet wird. - Der Strömungsmitteldruck in der zweiten Leitung
108 und in der Kammer96 wirkt auf den Kolben87 und die Membran94 und bewirkt, dass die Stange88 sich relativ zu dem Gehäuse86 bewegt. Diese Bewegung der Stange88 bewirkt, dass das Auslassventil28 sich zwischen den offenen und geschlossenen Positionen bewegt. Der Unterschied zwischen der Kraft, die durch den Strömungsmitteldruck verursacht wird, der auf den Kolben87 und die Membran94 wirkt, und der Kraft der Feder100 bestimmt die Lage der Stange87 und die Position des Auslassventils28 . Die Kombination der Zumessöffnung80 und des Proportionalventils102 ermöglicht eine genaue Positionierung des Auslassventils28 . Die Steuermittel58 bestimmen einen Steuerdruck in der Kammer96 , indem sie ein Steuersignal über die Leitung82 zum Proportionalventil102 liefern, und bestimmen dadurch die Auslassventilposition. - Wie in
2 gezeigt, ist das gelieferte Steuersignal in Beziehung zum Ladedruckfehler, Kasten156 . Als eine Folge wird das gelieferte Steuersignal verwendet, um ein geeignetes Proportionalventilsignal zu bestimmen, Kasten160 , um die Betätigung des Proportionalventils102 zu steuern. - Als nächstes wird die Turboladerdrehzahl durch die fünften Mittel
61 abgefühlt und zum Prozessor72 geliefert, Kasten162 . Die Turboladerdrehzahl wird mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen, Kasten164 . Wie oben bemerkt, kann die Turboladerdrehzahl die Drehzahl des Niederdruckturboladers24 oder des Hochdruckturboladers26 sein. Alternativ kann die Turboladerdrehzahl ein Wert entsprechend den Drehzahlen von beiden Turboladern24 ,26 sein. Wenn die Turboladerdrehzahl geringer als der vorbestimmte Schwellenwert ist, dann wird das Proportionalventilsignal, welches im Kasten160 bestimmt wurde, verwendet, um das Proportionalventil102 zu bewegen, Kasten166 , und zwar um eine Größe, die ausreicht, um eine Strömungsmittelflussrate einzurichten, die adäquat ist, um die Stange88 zu einer Position zu bewegen, in der eine geeignete Menge an Abgasfluss durch das Auslassventil28 übergeleitet wird, Kasten170 . Die Strömungsmittelversorgung104 für einen im Wesentlichen konstanten Druck, Kasten168 , wird durch das Proportionalventil102 geregelt, um das Auslassventil28 zu positionieren. - Wenn jedoch im Kasten
164 die Turboladerdrehzahl größer oder gleich dem vorbestimmten Schwellenwert ist, dann nehmen die Steuermittel58 eine Bestimmung dahingehend vor, ob das Auslassventil28 ordnungsgemäß arbeitet, Kasten172 . Wenn beispielsweise die Steuermittel58 bestimmen, dass die Turboladerdrehzahl den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, können die Steuermittel58 einen Fehlerwert berechnen, der der Unterschied zwischen einer tatsächlichen Auslassventilposition und einer erwünschen Auslassventilposition ist, oder alternativ die Differenz zwischen einer durchschnittlichen tatsächlichen bzw. Ist- Auslassventilposition und einer durchschnittlichen erwünschten bzw. Soll- Auslassventilposition über eine gewisse Zeitperiode. Wenn der Fehlerwert eine vorbestimmte Fehlerschwelle überschreitet, dann arbeitet das Auslassventil28 nicht ordnungsgemäß. Die Auslasssensormittel83 können verwendet werden, um die tatsächliche Auslassventilposition zu bestimmen und die erwünschte Auslassventilposition kann basierend auf dem Steuersignal bestimmt werden, welches verwendet wird, um das Auslassventil28 zu positionieren. - Wenn das Auslassventil
28 ordnungsgemäß arbeitet, dann wird ein geeignetes Proportionalventilsignal bestimmt, Kasten174 , welches auf oder unter dem vorbestimmten Schwellenwert ist, der im Kasten164 verwendet wird. - Das Proportionalventilsignal wird verwendet, um das Proportionalventil
102 zu bewegen, Kasten176 , und zwar um ein Ausmaß, welches ausreicht, um eine Strömungsmittelflussrate einzurichten, die geeignet ist, um die Stange88 zu einer Position zu bewegen, in der eine geeignete Abgasflussmenge durch das Auslassventil28 übergeleitet wird, Kasten180 . Die Strömungsmittelversorgung104 mit einem im Wesentlichen konstanten Druck, Kasten178 , wird durch das Proportionalventil102 geregelt, um das Auslassventil28 zu positionieren. Wenn jedoch im Kasten172 das Auslassventil28 nicht ordnungsgemäß arbeitet, dann arbeiten die Steuermittel58 dahingehend, dass sie den Motor14 bezüglich der Leistung herunterregeln, beispielsweise durch Verringerung der Brennstoffmenge, die zum Motor14 geliefert wird. - In Situationen, wo eine große Ladedrucksteigerung erforderlich ist, ist das Steuersignal, welches geliefert wird, um das Proportionalventil
102 zu bewegen, von größerer Größe, als wenn eine kleine Ladedrucksteigerung erforderlich ist. Dies hat eine proportionale Ansprechzeit bei der Ventilöffnung des Auslassventils28 zur Folge. Das Steuersignal ist vorzugsweise ein analoges Signal mit einer Größe proportional zur erwünschten Position des Proportionalventils102 . - Alternativ, wie in
8 gezeigt, kann der Prozessor72 die Ladedruckversetzung bestimmen durch Auswählen des Ladedruckversetzungswertes aus dem Ladedruckversetzungskennfeld152 (oder aus einer Nachschautabelle), und zwar basierend auf der Drehzahl und der Turboladerdrehzahl anstelle basierend auf der Drehzahl und dem barometrischen Druck, wie oben in Verbindung mit dem in2 gezeigten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde. - Industrielle Anwendbarkeit
- Das Steuersystem
10 optimiert die Größe des Turboladerladedruckes, der zum Motor14 bei verschiedenen unterschiedlichen Höhen geliefert wird, ohne Temperatur- und Turboladerdrehzahlgrenzen zu überschreiten. - Das Steuersystem erreicht unter Verwendung des barometrischen Druckes (Höhe) als einem der Steuerparameter eine verbesserte Leistung des Motors
14 bei unterschiedlichen Höhen und überwindet die Probleme, die mit unzureichender oder übermäßiger Aufladung assoziiert sind. - Im Betrieb steuert das Steuersystem
10 den Ladedruck der Einlasssammelleitung16 des turboaufgeladenen Verbrennungsmotors14 auf unterschiedlichen Höhen durch Abfühlen der Motordrehzahl, des Ladedrucks, der Zahnstangenposition bzw. Benzinzumessposition und dem barometrischen Druck oder der Turboladerdrehzahl und steuert das Auslassventil28 basierend auf diesen Signalen und gemäß vorprogrammierten Anweisungen. - Die Steuermittel
58 bestimmen den Soll-Ladedruckwert basierend auf der Motordrehzahl, der Zahnstangenposition und der Höhe oder der Turboladerdrehzahl, den Ladedruckfehler zwischen dem tatsächlich abgefühlten Ladedruckwert und dem Soll-Ladedruckwert und Veränderungen der Größe des Ladedruckes, der vom Turbolader zur Einlasssammelleitung geliefert wird, und zwar ansprechend auf den Ladedruckfehler durch Steuerung der Auslassventilposition und der Überleitung der Abgase. - Bei der Bestimmung des Soll-Ladedruckes wählen die Steuermittel
58 einen Ladedruckwert aus einem Ladedruckkennfeld aus, einen Ladedruckversetzungswert aus einem Ladedruckversetzungskennfeld, kombinieren die ausgewählten Ladedruck- und Ladedruckversetzungswerte und bestimmen einen Soll-Ladedruckwert aus den ausgewählten Ladedruck- und Ladedruckversetzungswerten. Der Ladedruckfehler wird bestimmt durch Verringerung des abgefühlten tatsächlichen Ladedruckwertes durch den Soll-Ladedruckwert. - Wenn der Ladedruckfehler negativ ist, kann das Steuersignal, welches von den Steuermitteln
58 zum Proportionalventil102 geliefert wird, bewirken, dass das Proportionalventil102 den Strömungsmittelfluss verringert, der zur Leitung108 geleitet wird, und kann dadurch Strömungsmittel von der Kammer96 ableiten und bewirken, dass das Auslassventil28 sich zur geschlossenen Position bewegt. Wenn der Ableitungsfehler positiv ist, kann das Steuersignal, welches von den Steuermitteln58 zum Proportionalventil102 geliefert wird, bewirken, dass das Proportionalventil102 den Strömungsmittelfluss steigert, der zur Leitung108 geleitet wird, und dadurch Strömungsmittel zur Kammer96 hinzufügen und bewirken, dass sich das Ableitungsventil zur offenen Position hin bewegt. - Nach der Bestimmung des Ladedruckfehlers und der assoziierten Bestimmung eines geeigneten Proportionalventilsignals wird die Turboladerdrehzahl überprüft. Wenn die Turboladerdrehzahl unter der vorbestimmten Schwelle ist, wird das Proportionalventilsignal ausgesandt, um das Proportionalventil
102 zu steuern. Wenn jedoch die Turboladerdrehzahl über der vorbestimmten Schwelle ist, bestimmen die Steuermittel58 , ob das Auslassventil28 ordnungsgemäß arbeitet. Wenn das Auslassventil28 ordnungsgemäß arbeitet, dann wird ein neues Proportionalventilsignal entsprechend dem Schwellenwert gesendet, um das Proportionalventil102 zu steuern. Wenn das Auslassventil28 nicht ordnungsgemäß arbeitet, dann wird der Motor14 bezüglich der Leistung heruntergeregelt. - Die zuvor erwähnte Steuerung des Auslassventils durch die Steuermittel
58 und die Betätigungsvorrichtungsmittel80 hat eine genaue und ansprechende Steuerung des Motorladedrucks zur Folge. - Andere Aspekte, Ziele und Vorteile können aus einem Studium der Zeichnungen, der Offenbarung und der beigefügten Ansprüche gewonnen werden. 24592
Claims (4)
- Steuersystem zur Steuerung des Turboladerladedrucks eines Verbrennungsmotors auf verschiedenen unterschiedlichen Höhen, wobei der Motor eine Einlasssammelleitung und eine Auslasssammelleitung hat, die jeweils mit einem Kompressorabschnitt und einem Turbinenabschnitt eines Turboladers verbunden sind, wobei das Steuersystem Folgendes aufweist: ein Wastegate, welches zwischen der Auslasssammelleitung und dem Turbinenabschnitt angeschlossen ist, wobei das Wastegate bewegbar ist zwischen einer offenen Position, in der ein Strömungsmittelfluss, der vom Motor ausgelassen wird, frei an der Turbine vorbeilaufen kann, und einer geschlossenen Position, in der der Strömungsmittelfluss, der vom Motor ausgestoßen wird, davon abgehalten wird, an der Turbine vorbeizulaufen; erste Mittel zum Abfühlen einer Drehzahl des Motors und zum Liefern eines entsprechenden Drehzahlsignals; zweite Mittel zum Abfühlen eines Ladedruckes des Motors und zum Liefern eines darauf ansprechenden Ladedrucksignals; dritte Mittel zum Abfühlen einer Benzinzumess- bzw. Zahnstangenposition des Motors und zum Liefern eines entsprechenden Benzinzumess- bzw. Zahnstangenpositionssignals; vierte Mittel zum Abfühlen einer Drehzahl des Turboladers und zum Liefern eines darauf ansprechenden Turboladerdrehzahlsignals; Steuermittel, die mit den ersten, zweiten, dritten, und vierten Abfühlmitteln verbunden sind, um das Drehzahlsignal, das Ladedrucksignal, das Benzinzumess- bzw. Zahnstangenpositionssignal und das Turboladerdrehzahlsignal abzufühlen, um einen Ladedruckfehler basierend auf den Ist- und Soll-Ladedruckwerten für das Drehzahlsignal, das Ladedrucksignal, das Zahnstangenpositionssignal und das Turboladerdrehzahlsignal zu bestimmen, und ein darauf ansprechendes Steuersignal zu liefern; wobei die Steuermittel einen Prozessor aufweisen, wobei der Prozessor einen Soll-Ladedruckwert basierend auf dem Drehzahlsignal, dem Benzinzumess- bzw. Zahnstangenpositionssignal und dem abgefühlten Turboladerdrehzahlsignal bestimmt, wobei der Prozessor einen Ladedruckwert aus einem Ladedruckkennfeld und einen Ladedruckversetzungswert aus einem Ladedruckversetzungskennfeld auswählt und die ausgewählten Ladedruck- und Ladedruckversetzungswerte kombiniert, um den Soll-Ladedruckwert zu bestimmen, wobei der Ladedruckkennfeldwert eine Funktion der Motordrehzahl und der Zahnstangenposition ist, und wobei der Ladedruckversetzungswert eine Funktion der Motordrehzahl und der Turboladerdrehzahl ist; und Betätigungsvorrichtungsmittel zur Aufnahme des Steuersignals, um darauf ansprechend das Wastegate zu der offenen Position oder der geschlossenen Position hin zu bewegen, und zu einer Position zwischen der offenen und der geschlossenen Position.
- Steuersystem nach
Anspruch 1 , wobei der Ladedruckfehler eine Differenz zwischen dem abgefühlten Ladedruck und dem Soll-Ladedruck ist. - Steuersystem nach
Anspruch 1 , wobei die Steuermittel konfiguriert sind, um die Turboladerdrehzahl mit einem vorbestimmten Schwellenwert zu vergleichen, und das Steuersignal basierend auf dem Vergleich zu bestimmen. - Steuersystem nach
Anspruch 1 , wobei die Steuermittel konfiguriert sind, um zu bestimmen, ob das Wastegate ordnungsgemäß arbeitet; und wobei die Steuermittel ein Signal liefern, um den Motor bezüglich der Leistung herunterzuregeln, wenn die Steuermittel bestimmen, dass das Wastegate nicht ordnungsgemäß arbeitet.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2006100915063A CN101082318B (zh) | 2006-05-31 | 2006-05-31 | 涡轮增压器控制系统 |
CN2006100915063 | 2006-05-31 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102007024119A1 DE102007024119A1 (de) | 2007-12-27 |
DE102007024119B4 true DE102007024119B4 (de) | 2019-02-07 |
Family
ID=38721330
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102007024119.6A Active DE102007024119B4 (de) | 2006-05-31 | 2007-05-24 | Turboladersteuersystem |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7775043B2 (de) |
CN (1) | CN101082318B (de) |
DE (1) | DE102007024119B4 (de) |
Families Citing this family (47)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7926270B2 (en) * | 2008-01-17 | 2011-04-19 | Ford Global Technologies, Llc | Turbocharger waste gate control |
US7877997B2 (en) * | 2008-02-28 | 2011-02-01 | Caterpillar Inc. | Wastegate control system based on variable valve actuation |
JP2009243377A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Toyota Motor Corp | 内燃機関 |
DE102008018133A1 (de) * | 2008-04-10 | 2010-03-18 | Ford Global Technologies, LLC, Dearborn | Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasturboladeranordnung sowie Brennkraftmaschine mit Abgasturboladeranordnung |
US8215293B2 (en) * | 2008-04-22 | 2012-07-10 | GM Global Technology Operations LLC | System and method for controlling a supercharged engine with inlet and port throttle |
JP5164737B2 (ja) * | 2008-08-19 | 2013-03-21 | ヤンマー株式会社 | エンジン |
JP5335358B2 (ja) * | 2008-10-07 | 2013-11-06 | ヤンマー株式会社 | エンジン |
DE102008042915B3 (de) * | 2008-10-16 | 2010-02-11 | Thielert Aircraft Engines Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines selbstverdichtenden Flugzeugmotors |
FR2943727A1 (fr) * | 2009-03-30 | 2010-10-01 | Renault Sas | Procede, pour un turbocompresseur de suralimemntation, de determination d'une consigne de position d'un actionneur de by-pass. |
IT1395984B1 (it) * | 2009-10-15 | 2012-11-09 | Magneti Marelli Spa | Metodo di controllo con adattivita' di una valvola wastegate in un motore a combustione interna turbocompresso |
IT1395983B1 (it) * | 2009-10-15 | 2012-11-09 | Magneti Marelli Spa | Metodo di controllo di una valvola wastegate in un motore a combustione interna turbocompresso |
JP4952848B2 (ja) * | 2010-02-26 | 2012-06-13 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
EP2549076B1 (de) * | 2010-03-17 | 2017-11-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Steuerungsvorrichtung für einen verbrennungsmotor |
US9605604B2 (en) * | 2010-03-17 | 2017-03-28 | Ford Global Technologies, Llc | Turbocharger control |
JP5505511B2 (ja) * | 2010-11-05 | 2014-05-28 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
DE102010064233A1 (de) | 2010-12-28 | 2012-06-28 | Continental Automotive Gmbh | Abgasturbolader mit wassergekühltem Turbinengehäuse mit integriertem elektrischen Wastegate-Steller |
EP2489850B1 (de) * | 2011-02-21 | 2013-08-21 | Ford Global Technologies, LLC | Verfahren zum Betrieb einer Turboladeranordnung und Steuereinheit für eine Turboladeranordnung |
EP2489851B1 (de) * | 2011-02-21 | 2016-08-17 | Ford Global Technologies, LLC | Verfahren zum Betrieb einer Turboladeranordnung und Steuereinheit für eine Turboladeranordnung |
JP5182436B2 (ja) * | 2011-04-18 | 2013-04-17 | トヨタ自動車株式会社 | 過給エンジンの制御装置 |
US8849548B2 (en) | 2011-11-21 | 2014-09-30 | Caterpillar Inc. | Anti-sticking and diagnostic strategy for exhaust system valves |
EP2628918B1 (de) * | 2012-02-15 | 2020-04-22 | Ford Global Technologies, LLC | Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit Turboladeranordnung und Steuerungseinheit für eine Brennkraftmaschine mit Turboladeranordnung |
DE102012209415B4 (de) | 2012-06-04 | 2023-11-30 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines Stellgebers für eine abgasgetriebene Aufladeeinrichtung |
DE102012211904A1 (de) * | 2012-07-09 | 2014-01-09 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Diagnose eines in einem Luftkanal eines Verbrennungsmotors angeordneten Differenzdrucksensors |
DE102012021339A1 (de) * | 2012-10-31 | 2014-04-30 | Eads Deutschland Gmbh | Unbemanntes Luftfahrzeug und Betriebsverfahren hierfür |
GB2517166B (en) * | 2013-08-13 | 2018-05-02 | Ford Global Tech Llc | A method and system of cleaning a control valve |
US9174637B2 (en) * | 2013-08-13 | 2015-11-03 | Ford Global Technologies, Llc | Methods and systems for torque control |
US9316147B2 (en) | 2013-08-29 | 2016-04-19 | Ford Global Technologies, Llc | Determination of wastegate valve position |
DE102013019150A1 (de) * | 2013-11-14 | 2015-05-21 | GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) | Verfahren zum lastabhängigen Öffnen und Schließen einer Abblasventil-Klappe eines Verbrennungsmotors mit einem Turbolader |
CN103644036B (zh) * | 2013-11-19 | 2016-03-02 | 东风康明斯发动机有限公司 | 发动机高原动力性能控制方法 |
US9732669B2 (en) | 2014-02-25 | 2017-08-15 | Ford Global Technologies, Llc | Wastegate valve seat position determination |
SE540370C2 (en) * | 2014-04-29 | 2018-08-21 | Scania Cv Ab | Förfarande samt system för styrning av ett överladdningssystem vid ett motorfordon |
US9599014B2 (en) | 2014-05-23 | 2017-03-21 | Ford Global Technologies, Llc | Wastegate control using non-harmonic oscillations |
CN104265474B (zh) * | 2014-07-28 | 2016-06-15 | 北京理工大学 | 装有高增压柴油机车辆的高原起步油量控制方法 |
MX2018001830A (es) * | 2015-08-20 | 2018-05-16 | Nissan Motor | Dispositvo de control de motor de combustion interna y metodo de control de motor de combustion interna. |
US10385794B2 (en) | 2015-09-24 | 2019-08-20 | Ai Alpine Us Bidco Inc. | Method and engine controller for diagnosing waste gate valve malfunction and related power generation system |
JP6796944B2 (ja) * | 2016-04-08 | 2020-12-09 | ヤンマーパワーテクノロジー株式会社 | エンジン装置 |
JP6431018B2 (ja) * | 2016-10-24 | 2018-11-28 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
CN110719992B (zh) | 2017-05-31 | 2022-03-22 | 沃尔沃卡车集团 | 用于控制发动机降额的方法和系统 |
US11639684B2 (en) | 2018-12-07 | 2023-05-02 | Polaris Industries Inc. | Exhaust gas bypass valve control for a turbocharger for a two-stroke engine |
US11725573B2 (en) | 2018-12-07 | 2023-08-15 | Polaris Industries Inc. | Two-passage exhaust system for an engine |
US20200182164A1 (en) | 2018-12-07 | 2020-06-11 | Polaris Industries Inc. | Method And System For Predicting Trapped Air Mass In A Two-Stroke Engine |
US11828239B2 (en) * | 2018-12-07 | 2023-11-28 | Polaris Industries Inc. | Method and system for controlling a turbocharged two stroke engine based on boost error |
US11384697B2 (en) | 2020-01-13 | 2022-07-12 | Polaris Industries Inc. | System and method for controlling operation of a two-stroke engine having a turbocharger |
CA3201948A1 (en) | 2020-01-13 | 2021-07-13 | Polaris Industries Inc. | Turbocharger system for a two-stroke engine having selectable boost modes |
US11788432B2 (en) | 2020-01-13 | 2023-10-17 | Polaris Industries Inc. | Turbocharger lubrication system for a two-stroke engine |
US11859525B2 (en) * | 2020-08-01 | 2024-01-02 | Andrew Hlava | Turbocharger manifold, system, and method |
CN113602272B (zh) * | 2021-08-25 | 2023-10-10 | 北京理工大学 | 一种提升履带车辆起步性能的协调控制方法及装置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4697421A (en) | 1983-10-13 | 1987-10-06 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Supercharging pressure control system for an internal combustion engine with a tubocharger and method of operation |
WO2000020746A1 (en) * | 1998-10-02 | 2000-04-13 | Caterpillar Inc. | Device for controlling a variable geometry turbocharger |
GB2372839A (en) | 1998-05-27 | 2002-09-04 | Cummins Engine Co Inc | Method for controlling an i.c. engine turbocharger using a lookup table |
US6480782B2 (en) | 2001-01-31 | 2002-11-12 | Cummins, Inc. | System for managing charge flow and EGR fraction in an internal combustion engine |
Family Cites Families (35)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3576102A (en) | 1969-05-08 | 1971-04-27 | Allis Chalmers Mfg Co | Turbocharger system |
US4005579A (en) | 1975-03-31 | 1977-02-01 | The Garrett Corporation | Turbocharger control and method |
GB1592550A (en) | 1976-12-03 | 1981-07-08 | Holset Engineering Co | Controlling internal combustion engine turbocharger |
JPS5472317A (en) | 1977-11-21 | 1979-06-09 | Hitachi Ltd | Exhaust bypass apparatus for turbo-charger |
US4368705A (en) | 1981-03-03 | 1983-01-18 | Caterpillar Tractor Co. | Engine control system |
JPS60182319A (ja) | 1984-02-29 | 1985-09-17 | Nissan Motor Co Ltd | 可変容量タ−ボチヤ−ジヤの制御装置 |
US4817387A (en) * | 1986-10-27 | 1989-04-04 | Hamilton C. Forman, Trustee | Turbocharger/supercharger control device |
US4848086A (en) | 1986-11-19 | 1989-07-18 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Boost pressure control method for a supercharged internal combustion engine |
US5224853A (en) | 1987-12-29 | 1993-07-06 | Honda Giken Kogyo K.K. | Supercharging pressure control method for internal combustion engines |
JP2863927B2 (ja) | 1988-03-15 | 1999-03-03 | マツダ株式会社 | エンジンの吸気装置 |
DE3880146T2 (de) | 1988-05-07 | 1993-07-15 | Bosch Gmbh Robert | Steuerung von aufladenen brennkraftmaschinen. |
US5063744A (en) | 1988-10-06 | 1991-11-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Actuator for controlling intake pressure in sequential turbo-system |
JPH0656106B2 (ja) | 1988-10-29 | 1994-07-27 | マツダ株式会社 | 過給機付エンジンの吸気装置 |
JPH02163419A (ja) | 1988-12-15 | 1990-06-22 | Mazda Motor Corp | エンジンの過給圧制御装置 |
JPH02176117A (ja) | 1988-12-27 | 1990-07-09 | Fuji Heavy Ind Ltd | 過給圧制御装置 |
JPH081133B2 (ja) | 1989-09-01 | 1996-01-10 | マツダ株式会社 | ターボ過給機付エンジンの過給圧制御装置 |
US5199261A (en) | 1990-08-10 | 1993-04-06 | Cummins Engine Company, Inc. | Internal combustion engine with turbocharger system |
DE4025901C1 (de) | 1990-08-16 | 1992-01-30 | Mercedes-Benz Aktiengesellschaft, 7000 Stuttgart, De | |
US5123246A (en) | 1991-01-25 | 1992-06-23 | Mack Trucks, Inc. | Continuously proportional variable geometry turbocharger system and method of control |
US5447031A (en) * | 1994-04-20 | 1995-09-05 | Caterpillar Inc. | Wastegate failure detection apparatus and method for operating same |
US5551236A (en) | 1994-05-02 | 1996-09-03 | Dresser Industries, Inc. | Turbocharger control management system |
JPH09177555A (ja) * | 1995-12-27 | 1997-07-08 | Toyota Motor Corp | 過給機の過給圧制御装置 |
JP3430764B2 (ja) * | 1995-12-28 | 2003-07-28 | トヨタ自動車株式会社 | 過給機の過給圧制御装置 |
US5873248A (en) * | 1996-06-21 | 1999-02-23 | Caterpillar Inc. | Turbocharger control system |
JPH11255199A (ja) * | 1998-03-10 | 1999-09-21 | Toyota Motor Corp | 航空機の推力制御装置 |
US6256992B1 (en) * | 1998-05-27 | 2001-07-10 | Cummins Engine Company, Inc. | System and method for controlling a turbocharger to maximize performance of an internal combustion engine |
DE10007013B4 (de) * | 2000-02-16 | 2009-04-16 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zur Begrenzung der Drehzahl eines Abgasturboladers |
US6718251B2 (en) * | 2002-01-29 | 2004-04-06 | Cummins, Inc. | System for controlling exhaust emissions produced by an internal combustion engine |
US6804601B2 (en) * | 2002-03-19 | 2004-10-12 | Cummins, Inc. | Sensor failure accommodation system |
US6687601B2 (en) * | 2002-03-21 | 2004-02-03 | Cummins, Inc. | System for diagnosing an air handling mechanism of an internal combustion engine |
JP4134816B2 (ja) * | 2003-06-03 | 2008-08-20 | いすゞ自動車株式会社 | ターボチャージャ付エンジン |
DE10348131A1 (de) * | 2003-10-16 | 2005-05-12 | Daimler Chrysler Ag | Verbrennungsmotor mit Abgasturbolader und Sekundärlufteinblasung, sowie Diagnose und Regelung der Sekundärlufteinblasung |
US8375714B2 (en) * | 2005-06-27 | 2013-02-19 | General Electric Company | System and method for operating a turbocharged engine |
US7480559B2 (en) * | 2006-12-28 | 2009-01-20 | Detroit Diesel Corporation | Calibratable fault reactions in heavy-duty diesel engines |
US8141357B2 (en) * | 2007-10-12 | 2012-03-27 | Mazda Motor Corporation | Supercharger for an engine |
-
2006
- 2006-05-31 CN CN2006100915063A patent/CN101082318B/zh active Active
-
2007
- 2007-05-24 DE DE102007024119.6A patent/DE102007024119B4/de active Active
- 2007-05-31 US US11/806,479 patent/US7775043B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4697421A (en) | 1983-10-13 | 1987-10-06 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Supercharging pressure control system for an internal combustion engine with a tubocharger and method of operation |
GB2372839A (en) | 1998-05-27 | 2002-09-04 | Cummins Engine Co Inc | Method for controlling an i.c. engine turbocharger using a lookup table |
WO2000020746A1 (en) * | 1998-10-02 | 2000-04-13 | Caterpillar Inc. | Device for controlling a variable geometry turbocharger |
US6480782B2 (en) | 2001-01-31 | 2002-11-12 | Cummins, Inc. | System for managing charge flow and EGR fraction in an internal combustion engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101082318B (zh) | 2011-09-21 |
CN101082318A (zh) | 2007-12-05 |
US7775043B2 (en) | 2010-08-17 |
DE102007024119A1 (de) | 2007-12-27 |
US20070289302A1 (en) | 2007-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102007024119B4 (de) | Turboladersteuersystem | |
DE4120055C2 (de) | Aufgeladene Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung | |
DE3807998C2 (de) | ||
DE102005015609B4 (de) | Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine | |
DE102013204036A1 (de) | Drosselventilsystem für motor | |
DE102014214921A1 (de) | Verfahren und systeme für die agr-steuerung | |
DE102014215210A1 (de) | Verfahren und systeme für die agr-steuerung | |
DE102013216125A1 (de) | Verfahren zum Steuern eines variablen Ladeluftkühlers | |
DE112008002049T5 (de) | System, das die Turbodrehzahl durch Steuern der Brennstofflieferung begrenzt | |
DE102015107941B4 (de) | System und Verfahren zur Bestimmung von Turbinendegradation und zur Abschwächung von Turbinendegradation in einem Turbolader mit variabler Geometrie | |
DE102013216094A1 (de) | Verfahren zum steuern eines variablen ladeluftkühlers | |
DE102013216108A1 (de) | Verfahren zum steuern eines variablen ladeluftkühlers | |
DE102009009843A1 (de) | Auslassklappensteuersystem basierend auf variabler Ventilbetätigung | |
DE102010043897B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Verbrennungsmotors | |
DE3032218C2 (de) | Kolbenbrennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader | |
DE102008007463A1 (de) | Koordinierte Steuerung der Drosselklappe und des AGR-Ventils | |
DE4001511A1 (de) | Luftzufuhr-steuersystem fuer eine brennkraftmaschine | |
DE102015112606B4 (de) | Verfahren zur Pumpüberwachung | |
DE3246483C2 (de) | Steuereinrichtung für ein Turbinen-Bypaß-Ventil eines abgasturbogeladenen Brennkraftmotors | |
DE4117675A1 (de) | Ansaugluft-steuervorrichtung fuer eine brennkraftmaschine | |
DE3939754A1 (de) | Verfahren zur regelung des druckes in der ansaugleitung vor den einlassventilen bei einer mittels eines abgasturboladers aufgeladenen luftverdichtenden einspritzbrennkraftmaschine | |
EP2923073B1 (de) | Verfahren zum betrieb einer fremdgezündeten brennkraftmaschine mit einem abgasturbolader | |
DE4024572C2 (de) | Registeraufladung für Brennkraftmaschinen in Nutzfahrzeugen | |
DE102014206039A1 (de) | Abgasrückführanlage für Verbrennungsmotor | |
DE4214880C2 (de) | Regelvorrichtung einer Abgasrückführung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed |
Effective date: 20140521 |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |