DE102008063935A1 - Internal combustion engine i.e. Otto engine, operating method, involves subtracting output damper-pulse duty factor from actual servocontrol-duty factor and/or from hundred percentage-duty factor of servocontrol - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere Ottomotor, mit einem Abgasturbolader, der eine Turbine und einen Verdichter aufweist, wobei in der Turbine eine verstellbare Turbinengeometrie (VTG) angeordnet ist, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a method for operating an internal combustion engine, in particular gasoline engine, with an exhaust gas turbocharger, a turbine and a compressor, wherein in the turbine an adjustable Turbine geometry (VTG) is arranged according to the Preamble of claim 1.
Die Kombination aus VTG-ATL (ATL – Abgasturbolader) und Ottomotor bietet ein hohes Potential für die Moment- und Leistungssteigerung und damit für eine Erweiterung des Downsizing-Potentials d. h. der Hubraumverkleinerung. Bei der Anwendung eines Turboladers mit verstellbarer Turbinengeometrie an einem Ottomotor können die stationären Vorteile nicht zwangsläufig auch im transienten Betrieb umgesetzt werden. Durch einen VTG-ATL können deutlich höhere Druckverhältnisse gegenüber einem Starrgeometrie-ATL realisiert werden, die zu sehr hohen Abgasgegendrücken am Zylinderaustritt führen. Hierzu kann es zu hohen Restgasanteilen kommen, die die ottomotorische Verbrennung negativ beeinflussen.The Combination of VTG ATL (ATL turbocharger) and gasoline engine offers a high potential for increasing torque and performance and thus for an expansion of the downsizing potential d. H. the displacement reduction. When using a turbocharger with adjustable turbine geometry on a gasoline engine can the inpatient benefits are not necessarily synonymous be implemented in transient operation. Through a VTG ATL can significantly higher pressure ratios realized a rigid geometry ATL, the backpressure to very high at the cylinder exit lead. This can lead to high levels of residual gas, which adversely affect Otto engine combustion.
Mit dem Einsatz von Turboladern mit verstellbarer Turbinengeometrie an einem Ottomotor können das Drehmoment und die Leistung gegenüber einer Aufladung mittels Starrgeometrie-ATL deutlich gesteigert werden. Hieraus ergibt sich weiteres Potential zum Downsizing bei Verzicht auf relativ aufwändige zweistufige Aufladesysteme. Das gegenüber einem Starrgeometrie-ATL zusätzliche Potential ergibt sich vor allem aus der Möglichkeit, den Turbinendurchsatz bei hohen Wirkungsgraden für jeden Volllastpunkt zu optimieren. Ein Starrgeometrie-ATL ist demgegenüber nur für einen Punkt der Volllast-Kurve optimiert. Das im Vergleich zu einem Starrgeometrie-ATL höher darstellbare LowEnd-Torque, d. h. Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen, bei einem VTG-ATL kann realisiert werden, weil ein VTG-ATL bei geschlossenen Leitschaufeln schon bei geringen Abgasmassenströmen ein sehr hohes Druckverhältnis aufbauen kann. Mit diesem abgasseitig sehr hohen Druckverhältnis kann entsprechend ein sehr hohes Druckverhältnis auf der frischluftseitigen Verdichterseite dargestellt werden. Im eingeschwungenem, stationären Betrieb stellt sich also ein hohes Druckniveau über den Brennräumen des Motors ein, was zu einem hohen Moment schon bei tiefen Motordrehzahlen führt. Durch hohe ATL-Gesamtwirkungsgrade kann meist auf der Frischluftseite ein höherer Druck bereit gestellt werden, als auf der Abgasseite nötig ist, da dem Abgas nicht nur über das Druckverhältnis, sondern auch über eine Abkühlung in der Turbine Energie entzogen wird. Das Restgas aus den Brennräumen kann also sehr gut ausgespült werden, so dass sich optimale Randbedingungen für die folgende Verbrennung ergeben.With the use of turbochargers with adjustable turbine geometry On a gasoline engine, torque and power can be significantly increased compared to a charge by means of rigid geometry ATL become. This results in further potential for downsizing Avoidance of relatively complex two-stage charging systems. This is additional to a rigid geometry ATL Potential arises mainly from the possibility of the Turbine throughput at high efficiencies for every full load point to optimize. A rigid geometry ATL is in contrast optimized only for one point of the full load curve. The im Compared to a rigid geometry ATL higher representable Low-end torque, d. H. Torque at low speeds, at one VTG ATL can be realized because a VTG ATL is closed Guide vanes even at low exhaust gas mass flows can build up very high pressure ratio. With this exhaust side very high pressure ratio can correspondingly a very high Pressure ratio on the fresh air compressor side being represented. In steady, stationary operation So there is a high pressure level above the combustion chambers of the engine, resulting in a high torque even at low engine speeds leads. Due to high overall ATL efficiencies can mostly on the fresh air side be provided a higher pressure, than on the exhaust side is necessary because the exhaust not only over the pressure ratio, but also about a cooling in the turbine energy is withdrawn. The residual gas from the combustion chambers So it can be rinsed out very well, so that optimal boundary conditions for the following combustion.
Im transienten Betrieb, der dadurch gekennzeichnet ist, dass meist aus niedrigen Lasten sehr schnell hohe Motormomente bereit gestellt werden müssen, ist aber nicht genügend Zeit, dass sich Abgasgegendruck und Saugrohrdruck quasistationär im Gleichschritt erhöhen können. Vielmehr wird die VTG-Turbine weitestgehend verschlossen, damit möglichst schnell ein hohes abgasseitiges Druckverhältnis aufgebaut werden kann, womit eine hohe Antriebs-/Beschleunigungsenergie für das Verdichterrad bereit gestellt wird. Bevor der ATL aber eine nennenswerte Drehzahlerhöhung erfährt und somit auf der Frischluftseite Ladedruck aufbaut, muss der Motor im Ladungswechsel schon gegen die stark verschlossene Turbine ausschieben, ohne dass nennenswerter Ladedruck unterstützend zur Verfügung steht. Hierdurch verschlechtert sich der Ladungswechsel und es verbleibt eine hohe Restgasmenge in den Brennräumen. Diese Restgasmenge führt in der nachfolgend stattfindenden Verbrennung zu einer Verschlechterung der Verbrennung, was zu weniger Energieabgabe an den Kolben führt. Der Drehmomentaufbau wird also durch die hohe abgasseitige Versperrung verlangsamt. Der exponentiell ansteigende Abgasgegendruck führt zu einer Abflachung des Momentenaufbaus, da sich trotz steigendem Ladedruck das Spülgefälle nicht verbessert.in the transient operation, which is characterized in that mostly From low loads very fast high engine torques provided but there is not enough time for that Exhaust back pressure and intake manifold pressure quasi-stationary in lockstep can increase. Rather, the VTG turbine mostly closed, so as quickly as possible high exhaust gas pressure ratio can be built up, with a high drive / acceleration energy for the Compressor is provided. Before the ATL but a significant Speed increase experiences and thus on the fresh air side Boost pressure builds up, the engine in the charge change already against push out the strongly closed turbine, without any noteworthy Boost pressure is available to support. hereby the charge change deteriorates and remains high Residual gas quantity in the combustion chambers. This residual gas quantity leads in the subsequent combustion to a deterioration combustion, resulting in less energy output to the piston. The torque build-up is therefore due to the high exhaust side obstruction slowed down. The exponentially increasing exhaust backpressure leads to a flattening of the momentum buildup, as despite increasing Boost pressure does not improve the scavenging gradient.
Aus
der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der o. g. Art hinsichtlich der Drehmomentsteigerung und Leistungssteigerung insbesondere im Hinblick auf ein Downsizing-Potential zu verbessern.Of the Invention is based on the object, a method of o. G. kind in terms of torque increase and performance increase in particular to improve in terms of a downsizing potential.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Verfahren der o. g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.This object is achieved by methods of the type mentioned above with the features characterized in claim 1. Advantageous embodiments of the invention are in the further on spells described.
Dazu ist es bei einem Verfahren der o. g. Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei einem positiven Lastsprung von niedriger Last zu hoher Last folgende Schritte ausgeführt werden,
- (a) Bestimmen eines prädizierten Abgasgegendrucks p3,prädiziert und Bestimmen eines prädizierten Ladedruckes p2,prädiziert,
- (b) Vergleichen des prädizierten Abgasgegendrucks p3,prädiziert mit einem vorbestimmten Maximaldruck des Abgasgegendruckes p3,max und Vergleichen des prädizierten Ladedruckes p2,prädiziert mit dem vorbestimmten Soll-Ladedruck p2,soll,
- (c) Berechnen eines abgasgegendruckabhängigen Dämpferimpulses, wenn der prädizierte Abgasgegendruck p3 gleich oder größer als der vorbestimmte Maximaldruck des Abgasgegendruckes p3,max ist,
- (e) Berechnen eines ladedruckabhängigen Dämpferimpulses, wenn der prädizierte Ladedruck p2,prädiziert gleich oder größer als der vorbestimmte Soll-Ladedruck p2,soll ist,
- (f) Berechnen eines Ausgangsdämpferimpulses durch Addition des abgasgegendruckabhängigen Dämpferimpulses und des ladedruckabhängigen Dämpferimpulses,
- (g) Umrechnen des Ausgangsdämpferimpulses in ein Ausgangsdämpfer-Tastverhältnis,
- (h) Subtrahieren des Ausgangsdämpfer-Tastverhältnisses von dem aktuellen Vorsteuer-Tastverhältnis und/oder von 100%-Tastverhältnis der Vorsteuerung.
- (a) determining a predicted exhaust backpressure p 3, predicating and determining a predicted boost pressure p 2, predicts
- (b) comparing the predicted exhaust backpressure p 3, predicted with a predetermined maximum pressure of the exhaust backpressure p 3, max and comparing the predicted boost pressure p 2, predicted with the predetermined target boost pressure p 2, shall ,
- (c) calculating an exhaust back pressure dependent damper pulse when the predicted exhaust back pressure p 3 is equal to or greater than the predetermined maximum pressure of the exhaust back pressure p 3, max ,
- (e) calculating a boost pressure dependent damper pulse when the predicted boost pressure p 2 predicts equal to or greater than the predetermined target boost pressure p 2, is,
- (f) calculating an output damper pulse by adding the exhaust backpressure dependent damper pulse and the boost pressure dependent damper pulse,
- (g) converting the output damper pulse into an output damper duty cycle,
- (h) subtracting the output damper duty cycle from the current pilot duty cycle and / or 100% duty cycle of the feedforward control.
Dies hat den Vorteil, dass hohe Abgasgegendrücke über eine entsprechende Regelfunktionalität speziell im transienten Betrieb derart limitiert werden, dass ein optimales Ansprechen des ATL gewährleistet wird, ohne die Verbrennung negativ zu beeinflussen.This has the advantage that high exhaust back pressures over a corresponding control functionality especially in the transient Operation are limited so that an optimal response of the ATL is guaranteed to be negative without the combustion influence.
Ein schnelles Ansteigen des Ladedruckes in Bereichen mit noch nicht sehr schnell ansteigendem Abgasgegendruck wird dadurch sichergestellt, dass zusätzlich in Schritt (a) ein Abgasgegendruckgradient dp3,ist/dt bestimmt wird, in Schritt (b) der Abgasgegendruckgradient dp3,ist/dt mit einem vorbestimmten Schwellwert verglichen wird und in Schritt (h) vor dem Subtrahieren das Ausgangsdämpfer-Tastverhältnis um den Betrag eines vorbestimmten negativen Tastverhältnisses vermindert wird, wenn der Abgasgegendruckgradient dp3,ist/dt den vorbestimmten Schwellwert unterschreitet.A rapid increase of the boost pressure in areas with not very rapidly increasing exhaust backpressure is ensured by additionally determining in step (a) an exhaust backpressure gradient dp 3, dt / dt, in step (b) the exhaust gas backpressure gradient dp3 , / dt is compared with a predetermined threshold value and in step (h) before subtracting the output damper duty cycle is reduced by the amount of a predetermined negative duty cycle when the exhaust gas back pressure gradient dp 3, / dt falls below the predetermined threshold value.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird zum Bestimmen des prädizierten Abgasgegendruckes p3,prädiziert ein Produkt aus dem aktuellen Gradienten des Ist-Abgasgegendruckes dp3,ist/dt und einer vorbestimmten Prädiktionszeit T berechnet und dieses Produkt dem momentanen Ist-Abgasgegendruck dp3,ist hinzuaddiert.In an advantageous embodiment, to determine the predicted exhaust backpressure p 3, predicted a product from the current gradient of the actual exhaust back pressure dp 3, is / dt and a predetermined prediction time T calculated and this product the current actual exhaust back pressure dp 3, is added.
Zweckmäßigerweise wird der abgasgegendruckabhängige Dämpferimpuls unabhängig von einem ladedruckabhängigen Dämpferimpuls berechnet.Conveniently, is the Abgasgegendruckabhängige damper pulse independent of a boost pressure dependent damper pulse calculated.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die vorbestimmte Prädiktionszeit T in Abhängigkeit von einer Motordrehzahl, einer Ladedruck-Regelabweichung, einer Abweichung vom Maximaldruck des Abgasgegendruckes p3,max, einer Sollfüllung, eines Umgebungsdruckes, eines Ladedruckgradienten und/oder eines Abgasgegendruckgradienten bestimmt.In a preferred embodiment, the predetermined prediction time T is determined as a function of an engine speed, a boost pressure control deviation, a deviation from the maximum pressure of the exhaust backpressure p 3, max , a nominal charge, an ambient pressure, a boost pressure gradient and / or an exhaust backpressure gradient.
Die Erfindung wird im Folgenden näher erläutert.The Invention will be explained in more detail below.
Erfindungsgemäß erfolgt bei einer Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader, der eine Turbine mit verstellbarer Turbinengeometrie (VTG) und einen Verdichter aufweist, eine Abgasgegendruckbegrenzung vor der Turbine des Abgasturboladers in Form einer Dynamikfunktion gemäß folgender Funktionsbeschreibung.According to the invention in an internal combustion engine with exhaust gas turbocharger having a turbine with adjustable turbine geometry (VTG) and having a compressor, an exhaust backpressure limitation in front of the turbine of the exhaust gas turbocharger in the form of a dynamic function according to the following Function Description.
Zur Freigabe der Dynamikfunktion wird folgendes ausgeführt. Die Begrenzung des Abgasgegendruckes p3 wird aktiviert, wenn eine Differenz dpvdk_w eines Solldruckes vor einer Drosselklappe (DK) zu einem Istwert des Druckes vor der DK größer als eine vorbestimmte Schwelle FDPP3REGMX ist und somit ein positiver Lastsprung erkannt wird, bei dem zum Ladedruckaufbau die VTG geschlossen wird und der Abgasgegendruck vor der Turbine schnell ansteigt. Als zweite Bedingung muss der Abgasgegendruck p3 einen vorbestimmten Maximalwert übersteigen (dpvtlim < 0 mbar). Liegen beide Bedingungen vor, wird ein Integrator auf einen Startwert pvtregiiv gesetzt, der über einen Faktor FPVTREGIIV und den VTG-Vorsteuerwert tvldvtg applizierbar ist. Hat sich der Ist-Ladedruck dem Soll-Ladedruck angenähert bzw. fällt der Abgasgegendruck unter den Maximalwert, wird die Begrenzung des Abgasgegendruckes deaktiviert und der Vorsteuerwert tvldvtg ausgegeben. Die Deaktivierung über die Ladedruckdifferenz ist über eine vorbestimmte Schwelle FDPP3REGMN applizierbar.To enable the dynamics function, the following is done. The limitation of the exhaust backpressure p 3 is activated when a difference dpvdk_w of a setpoint pressure upstream of a throttle valve (DK) to an actual value of the pressure upstream of the DK is greater than a predetermined threshold FDPP3REGMX and thus a positive load step is detected, for which the boost pressure buildup is the VTG is closed and the exhaust back pressure upstream of the turbine increases rapidly. As a second condition, the exhaust gas back pressure p 3 must exceed a predetermined maximum value (dpvtlim <0 mbar). If both conditions are present, an integrator is set to a starting value pvtregiiv, which can be applied via a factor FPVTREGIIV and the VTG precontrol value tvldvtg. If the actual boost pressure has approached the set boost pressure or the exhaust counterpressure falls below the maximum value, the exhaust backpressure limit is deactivated and the precontrol value tvldvtg is output. The deactivation via the boost pressure difference can be applied over a predetermined threshold FDPP3REGMN.
Zur Berechnung des Reglerwertes zur Reduzierung der Vorsteuerung wird folgendes ausgeführt. Es wird über eine drehzahlabhängige Kennlinie KLPVTLIM ein maximaler Abgasgegendruck vor der Turbine pvtlim vorgegeben und die Differenz dpvtlim zum Abgasgegendruck pabgvt_w gebildet. Die Differenz dpvtlim dient als Eingang für einen Integrator eines I-Regleranteils und als Eingang für ein Verstärkungskennfeld des I- und eines P-Regleranteils. Ein Verstärkungsfaktor K des Integrators für den I-Regleranteil ist über ein Kennfeld KFPVTREGIK abhängig von dpvtlim und der Motordrehzahl applizierbar. Der proportionale Anteil des Reglerwertes ist über ein Kennfeld KFPVTREGP abhängig von dpvtlim und der Motordrehzahl applizierbar. Der I-Anteil des Reglerwertes kann über DP3LIMIKMN und DP3LIMIKMX begrenzt und durch den Faktor FPVTREGI verstärkt werden. Sind die o. g. Freigabebedingungen erfüllt, wird der dann negative Reglerwert pvtregtv und der VTG-Vorsteuerwert tvldvtg addiert und so die Ansteuerung der VTG reduziert, bis der vorgegebene maximale Abgasgegendruck erreicht ist.The following is done to calculate the controller value to reduce feedforward. A maximum exhaust back pressure upstream of the turbine pvtlim is predetermined via a speed-dependent characteristic curve KLPVTLIM and the difference dpvtlim to the exhaust back pressure pabgvt_w is formed. The difference dpvtlim serves as an input for an integrator of an I-controller component and as an input for a gain characteristic of the I- and a P-controller component. An amplification factor K of the integrator for the I-Reg can be applied via a map KFPVTREGIK depending on dpvtlim and the engine speed. The proportional part of the controller value can be applied via a map KFPVTREGP as a function of dpvtlim and the engine speed. The I-component of the controller value can be limited via DP3LIMIKMN and DP3LIMIKMX and amplified by the factor FPVTREGI. If the above release conditions are met, the then negative controller value pvtregtv and the VTG pilot value tvldvtg are added, thus reducing the control of the VTG until the predetermined maximum exhaust backpressure is reached.
Zur Begrenzung des Druckes p3 wird eine VTG-Vorsteuerung, die ein Tastverhältnis zum Ansteuern eines VTG-Aktuators bereitstellt, um einen p3-abhängigen Dämpferimpuls erweitert. Zur Begrenzung des Abgasgegendruckes p3 wird der aus einer Wastegate(WG)-Regelung übernommene, in der VTG-Vorsteuerung enthaltene Dämpfer um einen p3-abhängigen Anteil erweitert. Parallel und analog zum in der Vorsteuerung enthaltenen Sollladedruck- und Regelungsabweichung abhängigen Dämpfer wird eine p3-abhängige Tastverhältnisreduzierung zur Dämpfung des Druckaufbaus während des Ladedruckaufbaus eingefügt. Dieser p3-abhängige Dämpferanteil ist optional per Codewort zuschaltbar.To limit the pressure p 3 , a VTG pilot control, which provides a duty cycle for driving a VTG actuator, is expanded by a p 3- dependent damper pulse. In order to limit the exhaust back pressure p 3 , the damper taken over from a wastegate (WG) control and contained in the VTG pilot control is expanded by a p 3 -dependent component. Parallel and analogous to the target charge pressure and control deviation contained in the pilot control damper p 3 -dependent duty cycle is added to dampen the pressure build-up during the boost pressure build-up. This p 3 -dependent damper portion can optionally be activated by codeword.
In einem ersten Teil des Verfahrens erfolgt die Berechnung eines prädizierten Druckes und daran geknüpft die Freigabe des Dämpfers. Analog zum prädizierten Ladedruck wird ein prädizierter Abgasgegendruck berechnet. Hierzu wird ein Produkt des aktuellen p3-Gradienten und einer applizierbaren Prädiktionszeit T zu einem momentanen, realen Abgasgegendruck p3,ist hinzuaddiert. Der Schnittpunkt des prädizierten Abgasgegendruckes p3,prädiziert mit dem über Motordrehzahl applizierbaren p3-Maximaldruck bzw. der Schnittpunkt des prädizierten Ladedrucks mit dem Sollladedruck (falls dieser früher erfolgt) initialisiert den Dämpferanteil. Zusätzlich erfolgt die Initialisierung des Dämpferanteils (neben der bereits im Dämpfer vorhandenen Ladedruck-Regelabweichung) über die p3-Maximaldruck-Abweichung. Ein das vorzeitige Ansteuern des VTG verhindernder, über Drehzahl applizierbarer negativer Tastverhältnisanteil kann ggf. zusätzlich zur zuvor bereits im Dämpfer vorhandenen Ladedruckgradienten-Schwelle über eine Abgasgegendruckgradienten-Schwelle aktiviert werden. Diese Sperrung des Dämpferanteils mittels eines negativen Tastverhältnisanteils wird bei aktivem Dämpferimpuls ausgeschlossen. Ist das Ausgangstastverhältnis dieser Freigabefunktion negativ wird auch der I-Anteil des Reglers zurückgesetzt.In a first part of the method, the calculation of a predicted pressure takes place and the release of the damper is linked to this. Analogous to the predicted boost pressure, a predicted exhaust backpressure is calculated. For this purpose, a product of the current p 3 gradient and an applicable prediction time T to a current, real exhaust back pressure p 3, is added. The intersection of the predicted exhaust gas back-pressure p 3, with the predicted administered over engine speed p 3 -Maximaldruck or the point of intersection of the predicted boost pressure to the target boost pressure (whichever comes first) initializes the damper portion. In addition, the damper portion is initialized (in addition to the boost pressure control deviation already present in the damper) via the p 3 maximum pressure deviation. A negative duty cycle component which prevents premature triggering of the VTG and can be applied via rotational speed can optionally be activated in addition to the boost pressure gradient threshold already present in the damper via an exhaust backpressure gradient threshold. This blocking of the damper portion by means of a negative duty cycle is excluded with active damper pulse. If the output duty cycle of this release function is negative, the I component of the controller is also reset.
In einem zweiten Teil erfolgt die Berechnung des Dämpferimpulses beispielsweise über ein PT1-Glied. Hierbei ist der abgasgegendruckabhängige Dämpferimpuls getrennt vom ladedruckabhängigen Dämpferimpuls applizierbar. Während die Initialisierung für den ladedruckabhängigen Teil über den Schnittpunkt des prädizierten Ladedrucks mit dem Sollladedruck sowie in Abhängigkeit vom Gradienten des Ladedrucks erfolgt, wird diese für den abgasgegendruckabhängigen Teil durch den Schnittpunkt des prädizierten Abgasgegendrucks p3,pradiziert mit dem p3-Maximaldruck und in Abhängigkeit vom Abgasgegendruck gestartet. Der Zeitparameter T ist über Motordrehzahl und Ladedruck-Regelabweichung bzw. Abweichung vom p3-Maximaldruck applizierbar. Die Eingriffstiefe ist jeweils über Motordrehzahl, Sollfüllung, Umgebungsdruck und Ladedruckgradient bzw. Abgasgegendruckgradient applizierbar. Der Ausgangsdämpferimpuls dieses Funktionsteils ergibt sich aus der Addition des ladedruckabhängigen und abgasgegendruckabhängigen Dämpferimpulses.In a second part, the calculation of the damper pulse takes place, for example, via a PT1 element. Here, the Abgasgegendruckabhängige damper pulse can be applied separately from the boost pressure-dependent damper pulse. While the initialization for the boost pressure-dependent part on the intersection of the predicted boost pressure with the target boost pressure and in dependence on the gradient of the boost pressure, this is for the Abgasgegendruckabhängigen part by the intersection of the predicted exhaust back pressure p 3, pradiziert with the p 3 maximum pressure and in dependence started from the exhaust back pressure. The time parameter T can be applied via the engine speed and boost pressure control deviation or deviation from the maximum p 3 pressure. The engagement depth can be applied in each case via engine speed, nominal charge, ambient pressure and boost pressure gradient or exhaust backpressure gradient. The output damper pulse of this functional part results from the addition of the boost pressure-dependent and exhaust back pressure-dependent damper pulse.
Schaltbar über ein Codewort wird dann entweder das (negative) Tastverhältnis des ersten Funktionsteils zum Dämpferimpuls des zweiten Teils addiert, um dann vom aktuellen Tastverhältnis der Vorsteuerung abgezogen zu werden. Alternativ wird der Dämpferimpuls von 100% Tastverhältnis der Vorsteuerung abgezogen.Switchable via a codeword then becomes either the (negative) duty cycle of the first functional part to the damper pulse of the second Partially added, then from the current duty cycle of the Pre-control to be deducted. Alternatively, the damper pulse deducted from 100% duty cycle of the pilot control.
Zusätzlich kann eine Regelung des Abgasgegendruckes p3 über eine Reduzierung des Sollladedruckes vorgesehen sein. Zur Begrenzung des Abgasgegendruckes p3 wird abhängig vom Gradienten des Druckes p3 und der Differenz von p3 zu einem applizierbaren Maximaldruck, der Sollladedruck für die Ladedruckregelung reduziert. Der Maximaldruck ist über eine motordrehzahlabhängige Kennlinie vorgebbar. Über die Differenz dieses Maximaldruckes zum realen Abgasgegendruck wird die Funktion aktiviert. Dabei wird die Solldruckreduzierung abhängig von der Druckdifferenz skaliert, d. h. über eine druckdifferenzabhängige Kennlinie wird die Reduzierung mit Werten aus der Menge [0; 1] multipliziert um einen stetigen Übergang zwischen dem reduzierten und dem nicht reduziertem Sollladedruck zu erhalten. Die Vorgabe des Betrags der Reduzierung erfolgt über ein Kennfeld und abhängig vom gefilterten Gradienten des realen Abgasgegendrucks sowie der Motordrehzahl. Der Ausgang dieser Funktion ist dann das Minimum des gegebenen Sollladedrucks und des um den hier applizierbaren Wert reduzierten Sollladedrucks.In addition, a regulation of the exhaust back pressure p 3 may be provided via a reduction of the target boost pressure. To limit the exhaust back pressure p 3 is dependent on the gradient of the pressure p 3 and the difference of p 3 to an applicable maximum pressure, the target boost pressure for the boost pressure control reduced. The maximum pressure can be specified via a motor speed-dependent characteristic. The function is activated via the difference between this maximum pressure and the real exhaust backpressure. In this case, the set pressure reduction is scaled as a function of the pressure difference, that is to say the reduction is used by means of a pressure-difference-dependent characteristic with values from the set [0; 1] multiplied to obtain a steady transition between the reduced and the non-reduced target boost pressure. The specification of the amount of reduction takes place via a characteristic map and depending on the filtered gradient of the real exhaust backpressure and the engine speed. The output of this function is then the minimum of the given target supercharging pressure and the nominal supercharging pressure reduced by the value applicable here.
Die erfindungsgemäße Dynamikfunktion bewirkt eine Begrenzung des abgasseitigen Gegendruckes p3 auf ein Niveau, dass einen ausreichend guten Ladungswechsel und damit Restgasausspülung sicherstellt. Dieses kritische Niveau des abgasseitigen Gegendruckes ist motorspezifisch festzulegen. Mit einer solchen Begrenzung des abgasseitigen Gegendruckes wird ein schnellerer Anstieg des Spülgefälles in den positiven Bereich hinein ermöglicht. Dies wiederum zieht eine Verbesserung des Ladungswechsels nach sich bzw. verhindert eine zunehmende Verschlechterung des Ladungswechsels mit exponentiell ansteigendem Gegendruck. Letztendlich wird hiermit die Abflachung des Momentenaufbaus vermieden.The dynamic function of the invention causes a limitation of the exhaust side back pressure p 3 to a level that ensures a sufficiently good charge exchange and thus residual gas purging. This critical level of the exhaust side back pressure is engine-specific set. With such a limitation of the exhaust-side back pressure, a faster rise of the flushing gradient into the positive area is made possible. This, in turn, improves the charge cycle By itself or prevents an increasing deterioration of the charge exchange with exponentially increasing backpressure. Ultimately, hereby the flattening of the torque build-up is avoided.
Somit wird ermöglicht, dass insbesondere im transienten Betrieb immer der optimale Kompromiss aus optimaler ATL-Beschleunigung und hoher Verbrennungsgüte in den Brennräumen sichergestellt wird. Es wird das Zufahren der VTG-Leitschaufeln nicht verzögert, sondern die VTG wird so schnell wie möglich maximal oder bis zu einem zuvor appliziertem Maximalwert geschlossen. Der infolge der turbinenseitigen Versperrung sehr schnell ansteigende Abgasgegendruck führt zu einem schnellst möglichen Aufbau der ATL-Drehzahl. Sobald der Abgasgegendruck einen zuvor applizierten Schwellwert erreicht, wird die VTG derart geöffnet, dass der vorbestimmte motor- und drehzahlspezifisch applizierte maximale Abgasgegendruck möglichst exakt geregelt wird. Somit ist sichergestellt, dass der Ladungswechsel nicht zusammenbrechen kann und die Randbedingungen für die Verbrennung in einem Bereich bleiben, der eine effiziente Verbrennung ermöglicht und letztendlich zu steilen Momentgradienten führt.Consequently is possible, especially in transient operation always the optimal compromise of optimal ATL acceleration and high combustion quality is ensured in the combustion chambers. The retraction of the VTG vanes is not delayed, but the VTG will maximally or as soon as possible closed to a previously applied maximum value. The result the turbine-side obstruction very rapidly increasing exhaust backpressure leads to the fastest possible construction of the ATL speed. As soon as the exhaust back pressure applied previously Threshold is reached, the VTG is opened so that the predetermined motor and speed specific applied maximum Exhaust back pressure is controlled as accurately as possible. Thus is ensured that the charge cycle can not collapse and the boundary conditions for combustion in one area remain, which allows efficient combustion and ultimately leads to steep moment gradients.
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