DE102012206355B4

DE102012206355B4 - Verfahren zur Steuerung einer Registeraufladung einer Brennkraftmaschine mit einem Motor und einer Abgas-Turboaufladegruppe sowie Steuereinrichtung und Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102012206355B4
Application number: DE102012206355.2A
Authority: DE
Inventors: Bernd Mink; Christoph Georg Hund; Felicia-Ana Hotea
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 2012-04-18
Filing date: 2012-04-18
Publication date: 2019-05-02
Anticipated expiration: 2032-04-19
Also published as: DE102012206355A1

Abstract

Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine (1000) mit einem Motor (200) und einer Abgas-Turboaufladegruppe (100), die einen Basis-Abgasturbolader (110) und einen Schalt-Abgasturbolader (120) für den Motor (200) aufweist, wobei
- der Basis-Abgasturbolader (110) einen Basis-Verdichter (111) für Ladeluft (LL) und eine Basis-Turbine (112) für Abgas (AG) aufweist, wobei die Basis-Turbine (112) ausgebildet ist, den Basis-Verdichter (111) anzutreiben,
- der Schalt-Abgasturbolader (120) einen Schalt-Verdichter (121) für Ladeluft (LL) und eine Schalt-Turbine (122) für Abgas (AG) aufweist, wobei die Schalt-Turbine (122) ausgebildet ist, den Schalt-Verdichter (121) anzutreiben, und
- der Schalt-Abgasturbolader (120) ausgebildet ist, zusätzlich zum Basis-Abgasturbolader (110) betrieben zu werden, wenn eine Grenzwertdrehzahl (GW-nATL1) des Basis-Abgasturboladers (110) erkannt wird, aufweisend die Schritte:
- Betreiben des Basis-Abgasturboladers (110) mit sich ändernden Drehzahlen (nATL1),
- Erkennen der Grenzwertdrehzahl (GW-nATL1) des Basis-Abgasturboladers (110),
- Betreiben des Schalt-Abgasturbolader (120) im Leerlauf unter Führung von Abgas (AG) über die Schalt-Turbine (122) und ohne Führung von Ladeluft (LL) über den Schalt-Verdichter (121),
- Betreiben des Schalt-Abgasturboladers (120) unter Luftverdichtung unter Führung von Abgas (AG) über die Schalt-Turbine (122) und unter Führung von Ladeluft (LL) über den Schalt-Verdichter (121);
wobei
der Betrieb des Schalt-Abgasturboladers (120) im Leerlauf in Abhängigkeit der Werte einer ersten Parametergruppe von Betriebsparametern geschaltet wird, welche besteht aus den Betriebsparametern: der Drehzahl (nATL1) des Basis-Abgasturboladers (110), einer Drehzahl (nMOT) des Motors (200) und einem lastbestimmenden Betriebsparameter des Motors (200); und
der Betrieb des Schalt-Abgasturboladers (120) unter Luftverdichtung in Abhängigkeit der Werte einer zweiten Parametergruppe von Betriebsparametern geschaltet wird, welche besteht aus den Betriebsparametern: einer Drehzahl (nATL2) des Schalt-Abgasturboladers (120), der Drehzahl (nATL1) des Basis-Abgasturboladers (110) und der Drehzahl (nMOT) des Motors (200) und einem Verhältnis (Q) der Drehzahl (nATL2) des Schalt-Abgasturboladers (120) zu der Drehzahl (nATL1) des Basis-Abgasturboladers (110).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Registeraufladung einer Brennkraftmaschine mit einem Motor und einer Abgas-Turboaufladegruppe, die einen Basis-Abgasturbolader und einen Schalt-Abgasturbolader für den Motor aufweist, wobei der Basis-Abgasturbolader einen Basisverdichter für Ladeluft und eine Basisturbine für Abgas aufweist, wobei die Basisturbine ausgebildet ist, den Basisverdichter anzutreiben, und der Schalt-Abgasturbolader einen Schaltverdichter für Ladeluft und eine Schaltturbine für Abgas aufweist, wobei die Schaltturbine ausgebildet ist, den Schaltverdichter anzutreiben, und wobei der Schalt-Abgasturbolader ausgebildet ist, zusätzlich zum Basis-Abgasturbolader betrieben zu werden, wenn eine Grenzwertdrehzahl des Basis-Abgasturboladers erkannt wird. Das Verfahren weist die Schritte auf: Betreiben des Basis-Abgasturboladers mit sich ändernden Drehzahlen; Erkennen einer Grenzwertdrehzahl des Basis-Abgasturboladers; Betreiben des Schalt-Abgasturboladers im Leerlauf unter Führung von Abgas über die Schaltturbine ohne Führung von Ladeluft über den Schaltverdichter; Betreiben des Schalt-Abgasturboladers unter Luftverdichtung unter Führung von Abgas über die Schaltturbine und Führung von Ladeluft über den Schaltverdichter.
Bei Verbrennungsmotoren wird im Idealfall eine möglichst gleichförmige und hohe Drehmomentkennlinie ausgehend von der Leerlaufdrehzahl bis hin zu hohen Drehzahlen angestrebt. Ein Mittel zur Erhöhung des Drehmoments, insbesondere im Drehzahlbereich unterhalb einer Nenndrehzahl, besteht darin, mit Abgasturboladern oder mechanischen Ladern mehr Luft in den Brennraum zu fördern. Diese Systeme weisen allerdings im niedrigen Drehzahlbereich, z.B. im Bereich von etwa 1500 min^-1 bis 2000 min^-1, eine ausgeprägte Drehmomentschwäche auf. Hinzu kommen im transienten Fahrbetrieb Einschränkungen bei der Dynamik des Motors, da bei Beschleunigungsvorgängen zunächst der Rotor des Turboladers beschleunigt werden muss, um einen dem Sollwert entsprechenden Luftmassenstrom bereitzustellen. Die Drehmomentschwäche kann insbesondere beim Schalten eines Schaltturboladers auch nach dem eingangs genannten Verfahren noch spürbar sein.
Zur Steuerung einer Registeraufladung einer Brennkraftmaschine sind aus dem Stand der Technik verschiedenste Verfahren bekannt. Beispielsweise offenbart EP 1 640 597 A1 eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit zwei Abgasturboladern, deren Turbinen parallel geschaltet sind und deren Verdichter in Reihe geschaltet sind, wobei ein gesamter Abgasstrom sowohl vollständig durch die erste Turbine als auch vollständig durch die zweite Turbine hindurch führbar ist.
DE 40 24 572 A1 offenbart eine Brennkraftmaschine mit zwei Abgasturboladern, deren Abgasleitungen vor den Abgasturboladern miteinander verbunden sind und wobei die Ladeluftleitungen beider Abgasturbolader gegebenenfalls über einen Ladeluftkühler in Verbindung stehen. Ein Abgasturbolader ist über Absperrorgane in der Ladeluft und Abgasleitung absperrbar, wobei die Absperrorgane über eine Steuereinheit unabhängig voneinander betätigbar sind.
DE 198 16 840 C2 offenbart eine Brennkraftmaschine mit mehreren parallel arbeitenden Abgasturboladern, die jeweils durch eine steuerbare Abgasabsperreinrichtung und Ladeluftabsperreinrichtung zu- und abschaltbar sind, nämlich durch einen Klappenschaltmechanismus. Der Klappenschaltmechanismus weist eine bistabile Betätigungseinrichtung auf, welche die zum selbsttätigen Öffnen der Ladeluftabsperreinrichtung notwendige Druckdifferenz zwischen der stromabwärtigen Seite und der stromaufwärtigen Seite der Ladeluftabsperreinrichtung vorgibt. Dazu ist eine Ladeluftabsperreinrichtung in Form eines Rückschlagventils vorgesehen, welches dazu dient, das Abströmen von komprimierter Ladeluft aus der Ladeluftsammelleitung rückwärts durch den Ladeluftverdichter zu verhindern, wenn dieser nicht fördert. Eine Zugfeder bildet zusammen mit dem Klappenhebel die bistabile Betätigungseinrichtung für die Luftschaltklappe der Ladeluftabsperreinrichtung, welche in der Lage ist, die Ladeluftabsperreinrichtung bis zum Erreichen einer vorgegebenen Druckdifferenz zwischen der stromabwärtigen Seite und der stromaufwärtigen Seite der Ladeluftabsperreinrichtung geschlossen zu halten und diese nach Überschreiten der vorgegebenen Druckdifferenz aufgrund der zunehmenden Förderleistung des Ladeluftverdichters des schaltbaren Abgasturboladers bis zur Öffnungsendlage zu öffnen und dort zu halten bis die Ladeluftabsperreinrichtung wieder geschlossen wird.
DE 10 2006 057 204 A1 offenbart eine Brennkraftmaschine, in deren Abgasstrang ein erster Abgasturbolader und zumindest ein zweiter über eine Stelleinrichtung in dem Abgasstrang schaltbarer Abgasturbolader angeordnet ist, wobei die Stelleinrichtung eine von einem schnellen Steller in beliebige Stellungen zwischen zwei Einstellungen verfahrbare Klappe ist, die derart geregelt wird, dass die Ladedrehzahl des zweiten Abgasturboladers auf einen Wert nahe der maximalen Ladedrehzahl eingestellt wird. Dabei ist der Verdichter von der weiterführenden Ladeluftleitung abgesperrt bzw. die Saugseite und die Druckseite sind zusätzlich über eine Bypassleitung zusammengeschaltet. Der Steller ist bevorzugt Kennlinien- oder Kennfeld-gesteuert und die Endstellungen der Klappe lassen sich lastabhängig aus einem solchen Kennfeld oder einer Kennlinie ableiten.
Aus DE 40 07 584 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung bekannt, bei dem vor Aktivierung eines zweiten Abgasturboladers ein zweites Wastegate aktiviert wird, wodurch der zweite Abgasturbolader zunächst in einen Leerlaufbetrieb versetzt ist. Zugeschaltet wird der zweite Abgasturbolader, indem eine Schalteinrichtung den Abgasstrom zum zweiten Abgasturbolader freigibt und danach eine weitere Schalteinrichtung die Ladeluftleitung stromab des zweiten Abgasturboladers freigibt. Die einzelnen Betriebszustände werden in Abhängigkeit der Motordrehzahl und der Drosselklappe gesteuert, und beispielsweise mit Überschreiten einer Motordrehzahl-Drosselklappen-Kennlinie aktiviert.
DE 103 08 075 B4 offenbart ein Verfahren zur Steuerung von Abgasturboladern einer Brennkraftmaschine gemäß der eingangs genannten Art, die versehen ist mit einem ersten permanent betriebenen Abgasturbolader und einem zweiten schaltbaren Abgasturbolader und mit einer Umgehungsleitung zum Vorbeiführen des Abgasstroms am ersten Abgasturbolader. Ein erstes und ein zweites Wastegate sind zur Steuerung eines Abgasstroms vorgesehen, wobei das erste Wastegate aktiviert wird, wenn die Drehzahl des ersten Abgasturboladers einen Grenzwert überschreitet. Danach wird geprüft, ob eine Betriebsgröße der Brennkraftmaschine --beispielsweise der Ladeluftdruck oder der Abgasvolumenstrom-- einen Grenzwert übersteigt. Ist dies der Fall, wird das zweite Wastegate aktiviert. Hierdurch wird der zweite Abgasturbolader in einen Leerlaufbetrieb versetzt. Anschließend wird geprüft, ob die Drehzahl des zweiten Abgasturboladers einen Grenzwert übersteigt. Ist dies der Fall wird der zweite Abgasturbolader vollständig aktiviert. Danach werden beide Wastegates geschlossen.
Dieses Verfahren zur Steuerung einer Registeraufladung stellt bereits einen guten Ansatz zur Verbesserung eines Ansprechverhaltens einer Registeraufladung für eine Brennkraftmaschine dar, insbesondere für einen transienten Fahrbetrieb und bei niedrigen Motordrehzahlen. Dennoch muss auch hier bei Beschleunigungsvorgängen zunächst der Rotor des Schalt-Abgasturboladers beschleunigt werden, um einen für die weitere Aufladung der Brennkraftmaschine geeigneten Ladeluftmassenstrom bereitzustellen. Das aus dem Stand der Technik bekannte Prinzip einer Schwellwertregelung, --d.h. zunächst eine Schalteinrichtung für Abgas zu öffnen und anschließend für Ladeluft zu öffnen, wenn der Schalt-Abgasturbolader eine fest oder variabel vorgegebene Drehzahl erreicht hat-- ist jedoch lediglich ein Kompromiss. Betriebszustände anderer Komponenten der Brennkraftmaschine --insbesondere des Motors und der Abgas-Turboaufladegruppe-- könnten in noch verbesserbarer Weise berücksichtigt werden. Beispielsweise kann bei einer Bergabfahrt und sehr hoher Motordrehzahl die Situation entstehen, dass trotz vergleichsweise geringem Motormoment dennoch ein Schalten des Schalt-Abgasturboladers erfolgt. Selbst wenn der Betrieb des Schalt-Abgasturboladers unter Luftverdichtung erst oberhalb einer vorgegebenen Drehzahl erfolgte, so müsste in dieser Situation dennoch mit einem Leistungseinbruch, d. h. einem Abfall der Drehzahl jedenfalls des Schalt-Abgasturboladers und einem Abfall des Ladedrucks gerechnet werden.
DE 31 42 499 A1 beschreibt eine dort in 1 gezeigte Brennkraftmaschine und ein Verfahren zur Steuerung der Brennkraftmaschine, die einen Motor, einen kleineren Turbolader und einen größeren Turbolader aufweist. Im Betrieb wird bei einem Anfahren des Verbrennungsmotors ausschließlich der kleinere Turbolader durch entsprechende Schaltung von Ventilsystemen betrieben. Beim Beschleunigen wird demnach zuerst das Abgas des Verbrennungsmotors dem kleineren Turbolader zugeführt. Dieser beschleunigt nun sehr schnell aufgrund seines relativ geringen Massenträgheitsmoments und des in Bezug auf seinen verhältnismäßig kleinen Durchströmungsquerschnitt vergleichsweise großen Abgasangebots. Hat nun der kleinere Turbolader seine vorgesehene Drehzahl erreicht, schaltet das Abgasventilsystem durch die elektronische Steuerung den größeren Turbolader zu oder auf diesen um, wenn gleichzeitig eine entsprechende Ventilschaltung des Ladeluftventilsystems auf der Verdichterseite erfolgt. Der größere Turbolader mit seinem verhältnismäßig großen Durchströmungsquerschnitt steht damit dem vergleichsweise großen Abgasangebot des Verbrennungsmotors zur Verfügung, der nunmehr beispielsweise unter Nennlast läuft.
DE 10 2007 024 527 A1 beschreibt eine Turbolader-Vorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem ersten Turbolader und einem zweiten Turbolader jeweils mit erstem Verdichter und erster Turbine bzw. zweitem Verdichter und zweiter Turbine, die sich in ihrer Betriebsweise optimieren lassen soll, insbesondere bei schnellen Last- und Drehzahländerungen. Dazu ist vorgesehen, dass bei niedrigen Massenströmen bzw. Motordrehzahlen der erste Turbolader bis zur gewünschten Drehzahl hochgefahren wird, wobei ein aus der ersten Turbine austretender Abgasmassenstrom entweder um die zweite Turbine herumgeleitet wird oder direkt auf die zweite Turbine geleitet werden kann. Während einer Übergangsphase kann der Abgasmassenstrom, der nicht mehr durch die erste Turbine durchsetzbar ist, abgeblasen werden. Die Drehzahl des zweiten Turboladers steigt bei diesen Maßnahmen an, und ist die gewünschte Drehzahl des zweiten Turboladers erreicht, so wird ein Schubumluftventil geschlossen und nach Erreichen eines gewünschten Ladedrucks wird ein weiteres druckgesteuertes Ventil kontinuierlich geöffnet, sodass bei konstantem Druck auf diese Weise der geförderte Luftmassenstrom durch den zweiten Turbolader mit dem druckgesteuerten Ventil geregelt werden kann.
Wünschenswert ist es, ein verbessertes Verfahren zur Steuerung einer Registeraufladung einer Brennkraftmaschine mit einem Motor und einer Abgas-Turboaufladegruppe zur Verfügung zu stellen. Insbesondere ist es wünschenswert, ein verbessertes Schaltverhalten der Abgas-Turboaufladegruppe beim Leerlaufbetrieb und/oder beim Lastbetrieb (d.h. unter Luftverdichtung) des Schalt-Abgasturboladers zu erreichen.
An dieser Stelle setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mittels der eine verbesserte Steuerung einer Registeraufladung einer Brennkraftmaschine mit einem Motor und einer Abgas-Turboaufladegruppe ermöglicht ist. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben mittels welcher der Betrieb des Schalt-Abgasturboladers im Leerlauf und/oder der Betrieb des Schalt-Abgasturboladers unter Luftverdichtung mit verbessertem Schaltverhalten ermöglicht ist.
Betreffend das Verfahren wird die Aufgabe durch die Erfindung mit einem Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem erfindungsgemäß auch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 vorgesehen sind.
Betreffend die Vorrichtung wird die Aufgabe durch die Erfindung mit einer Steuereinrichtung des Anspruchs 16 gelöst.
Betreffend die Vorrichtung wird die Aufgabe durch die Erfindung auch mit einer Brennkraftmaschine des Anspruchs 17 gelöst.
Der Begriff „schalten“ umfasst vorliegend die Begriffe „aktivieren“ und --für umgekehrte Regelrichtung-- auch „deaktivieren“.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass bislang bekannte Ansätze der Schwellwertregelung --beispielsweise zur Erreichung einer maximalen Ladedrehzahl oder ein Zuschalten einer Ladelufterzeugung durch den Schalt-Abgasturbolader erst oberhalb einer Grenzwertdrehzahl des Schalt-Abgasturboladers-- grundsätzlich positive Effekte zur Vermeidung von Leistungseinbrüchen und/oder Drehmomentschwächen im Zuschaltvorgang vom alleinigen Betrieb des Basis-Abgasturboladers auf den Betrieb von Basis-Abgasturbolader und Schalt-Abgasturbolader zeigen. Gleichwohl hat die Erfindung erkannt, dass derartige und andere Ansätze natürlicherweise --selbst wenn diese mit Kennlinien oder Kennfeldern arbeiten-- starre oder sehr einschränkende Vorgaben machen; so z. B. wenn lediglich der Betriebszustand des zuzuschaltenden Abgasturboladers berücksichtigt ist, um das Schaltverhalten zu regeln. Damit bleiben, wie von der Erfindung erkannt, aktuelle Lastzustände und Drehzahlzustände anderer Komponenten der Brennkraftmaschine, insbesondere des Motors und/oder der Abgas-Turboaufladegruppe unberücksichtigt, obwohl diese gegebenenfalls entscheidend für einen Schaltvorgang ohne Leistungseinbruch sein können.
Das Konzept der Erfindung schlägt in verbessernder Weise vor, dass der Betrieb des Schalt-Abgasturboladers im Leerlauf in Abhängigkeit der Werte einer ersten Parametergruppe von Betriebsparametern geschaltet wird, welche besteht aus den Betriebsparametern: einer Drehzahl (nATL1) des Basis-Abgasturboladers, einer Drehzahl (nMOT) des Motors und einem lastbestimmendem Betriebsparameter des Motors. Mit anderen Worten schlägt das Konzept der Erfindung in einer ersten Teilvariante vor, den Leerlaufbetrieb des Schalt-Abgasturboladers abhängig sowohl von der Drehzahl des Basis-Abgasturboladers als auch der Drehzahl des Motors und erfindungsgemäß auch abhängig von einem lastbestimmenden Betriebsparameter des Motors zu schalten. Gemäß dem Konzept der ersten Teilvariante ist damit sichergestellt, dass bereits der Leerlaufbetrieb des Schalt-Abgasturboladers nur zu einem Zeitpunkt erfolgt, bei dem die Drehzahl des Basis-Abgasturboladers und/oder die Drehzahl des Motors ausreichend hoch ist und zudem der Motor eine ausreichende Lastreserve hat, um den Leerlaufbetrieb des Schalt-Abgasturboladers in verbesserter Weise schalten zu können. Ein nennenswerter Leistungseinbruch und /oder Drehmomentschwäche der Abgas-Turboaufladegruppe ist im Schaltvorgang verringert bzw. völlig vermieden.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist der lastbestimmende Betriebsparameter des Motors eine Einspritzmenge. Mit Vorteil wurde erkannt, dass die Einspritzmenge eine besonders realistische Bestimmung der Last des Motors erlaubt, da grundsätzlich alle Regelungsbemühungen auf die Regelung der Einspritzmenge --auch parametrierbar über den Einspritzzeitpunkt, die Einspritzdauer und den Raildruck-- hinauslaufen. Grundsätzlich kann als lastbestimmender Betriebsparameter ein Soll- oder Ist-Wert der Einspritzmenge verwendet werden.
Zusätzlich ist gemäß einer zweiten Teilvariante des Konzepts der Erfindung vorgesehen, dass der Betrieb des Schalt-Abgasturboladers unter Luftverdichtung in Abhängigkeit der Werte einer zweiten Parametergruppe von Betriebsparametern geschaltet wird, welche besteht aus den Betriebsparametern: einer Drehzahl (nATL2) des Schalt-Abgasturboladers, einer Drehzahl (nATL1) des Basis-Abgasturboladers und einer Drehzahl (nMOT) des Motors und einem Verhältnis (Q) der Drehzahl (nATL2) des Schalt-Abgasturboladers zu der Drehzahl (nATL1) des Basis-Abgasturboladers. Anders ausgedrückt berücksichtigt die zweite Teilvariante des erfindungsgemäßen Konzepts zum Schalten eines luftverdichtenden Lastbetriebs des Schalt-Abgasturboladers sowohl die Drehzahl des Schalt-Abgasturboladers selbst als auch die Drehzahl des Basis-Abgasturboladers und die Drehzahl des Motors. Damit ist sichergestellt, dass beim Schalten des Lastbetriebs des Schalt-Abgasturboladers nicht nur die Drehzahl des Schalt-Abgasturboladers im Leerlauf auf eine ausreichend hohe Drehzahl gestiegen ist, sondern darüber hinaus ist berücksichtigt, dass auch die den Schaltvorgang unterstützende Drehzahl des Basis-Abgasturboladers als auch die Drehzahl des Motors ausreichend hoch ist.
Durch den Schaltbetrieb in Abhängigkeit aller Betriebsparameter der zweiten Parametergruppe wird der Lastbetrieb des Schalt-Abgasturboladers ohne nennenswerten Leistungseinbruch und/oder Drehmomentschwäche möglich gemacht.
Im Rahmen einer besonders bevorzugten Weiterbildung der zweiten Teilvariante des erfindungsgemäßen Konzepts hat es sich bewährt, dass die zweite Parametergruppe von Betriebsparametern besteht aus den Betriebsparametern: Verhältnis (Q) einer Drehzahl (nATL2) des Schalt-Abgasturboladers zu einer Drehzahl (nATL1) des Basis-Abgasturboladers, einer Drehzahl (nATL1) des Abgasturboladers und einer Drehzahl (nMOT) des Motors. Da bei dieser Weiterbildung das Verhältnis der Drehzahlen des Schalt-Abgasturboladers und des Basis-Abgasturboladers als Betriebsparameter direkt in die das Schalten des Schalt-Abgasturboladers beeinflussende zweite Parametergruppe eingeht, ist unmittelbar berücksichtigt, dass das luftverdichtende Schalten des Schalt-Abgasturboladers erst bei einem ausreichend großen Verhältnis der Drehzahl des Schalt-Abgasturboladers zur Drehzahl des Basis-Abgasturboladers erfolgt. Die Abhängigkeit der Drehzahlen voneinander ist somit durch das Verhältnis derselben als Betriebsparameter für die Regelung unmittelbar implementiert.
Vorteilhaft wird für das Regelverfahren selbst das Verhältnis zyklisch abgefragt und in einem Speicher, beispielsweise in Prozentwerten, abgelegt. Das Verhältnis kann mit ebenfalls abgefragten Werten der Drehzahl des Basis-Abgasturboladers multipliziert werden und das Ergebnis der Multiplikation kann zur Bestimmung der Auslösung des zweiten Zuschaltsignals herangezogen werden. Mit dieser Regelvorschrift lässt sich ein luftverdichtender Lastbetrieb des Schalt-Abgasturboladers praktisch ohne nennenswerte Drehmomentschwäche und/oder Leistungseinbruch zuschalten; dennoch lässt sich der Zuschaltvorgang vergleichsweise verlässlich und mit geringem Rechenaufwand und effizient einregeln.
Die erste und zweite Teilvariante des Konzepts der Erfindung lassen sich in Kombination miteinander zur Realisierung einer verbesserten Steuerung einer Registeraufladung, insbesondere eines verbesserten Schaltverhaltens des Schalt-Abgasturboladers einsetzen. Im Ergebnis wird auch bei schweren Fahrzeugen mit hoch aufgeladenen Motoren und vergleichsweise geringem Hubraum eine wesentlich verbesserte Regelung für eine Registeraufladung erreicht. Das transiente dynamische Fahrverhalten selbst bei schweren Fahrzeugen, insbesondere schweren Nutzfahrzeugen oder Militärfahrzeugen, ist erheblich verbessert, da der Lader-schaltzustand angepasst wird abhängig vom Lastzustand des Motors und zusätzlich abhängig von einer Drehzahl des Motors und/oder der Drehzahl des Basis- bzw. Schalt-Abgasturboladers. Insgesamt wird eine deutliche Verringerung eines Ladedruckeinbruchs beim Schalten des Schalt-Abgasturboladers festgestellt im Rahmen der Verwirklichung des erfindungsgemäßen Konzepts.
Es hat sich als bevorzugt erwiesen, dass die Abgasschalteinrichtung als eine Abgasklappe gebildet ist, die durch das erste Zuschaltsignal schaltbar ist und/oder die Ladeluftschalteinrichtung als eine Ladeluftklappe gebildet ist, die durch das zweite Zuschaltsignal schaltbar ist. Grundsätzlich können als Schalteinrichtung auch Ventile oder dergleichen Aktuatoren zum Einsatz kommen; Klappen haben sich jedoch als vergleichsweise pflegeleicht und einfach regelbar erwiesen.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen und geben im Einzelnen vorteilhafte Möglichkeiten an, das oben erläuterte Konzept im Rahmen der Aufgabenstellung sowie hinsichtlich weiterer Vorteile zu realisieren.
Grundsätzlich kann der lastbestimmende Betriebsparameter des Motors auch ein IST-Wert eines lastbestimmende Betriebsparameters am Motorbetriebspunkt sein, wie eine IST-Motorlast oder dgl., oder ein SOLL-Wert eines lastbestimmende Betriebsparameters am Motorbetriebspunkt sein, wie eine Lastanforderung oder eine Mobilitätsanforderung. Diese Parameter erweisen sich jedoch als weniger genau als die Einspritzmenge, sind gleichwohl zusätzlich oder alternativ nutzbar.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist ein geeignetes Kennlinienfeld für ein erstes Zuschaltsignal für eine der Schaltturbine zugeordnete Abgasschalteinrichtung und/oder ein geeignetes Kennlinienfeld für ein zweites Zuschaltsignal für eine dem Schaltverdichter zugeordnete Ladeluftschalteinrichtung vorgesehen. Bevorzugt ist eine erste, insbesondere dreidimensionale, Parameterkennlinie vorgesehen, deren Wert abhängt von einer Drehzahl des Basis-Abgasturboladers, einer Drehzahl des Motors und einem Wert eines lastbestimmenden Betriebsparameters des Motors. Eine solche dreidimensionale Parameterkennlinie berücksichtigt nicht nur in eindimensionaler Weise den Betriebszustand einer einzelnen Komponente (beispielsweise nicht nur den Betriebszustand des Schalt-Abgasturboladers oder nicht nur den Betriebszustand des Motors); vielmehr ermöglicht die vorgeschlagene dreidimensionale Parameterkennlinie gemäß der Weiterbildung die komplexe Berücksichtigung der Drehzahlen des Basis-Abgasturboladers und des Motors als auch den Wert eines lastbestimmenden Betriebsparameters des Motors in gegenseitiger Abhängigkeit voneinander.
Insbesondere hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass ein erstes Zuschaltsignal für eine der Schaltturbine zugeordnete Abgasschalteinrichtung ausgelöst wird bei Erreichen eines Grenzwerts in Abhängigkeit der ersten Parameterkennlinie, deren Wert abhängt von der Drehzahl des Basis-Abgasturboladers, der Drehzahl des Motors und einem Wert des lastbestimmenden Betriebsparameters des Motors, insbesondere einer Einspritzmenge.
Beispielsweise wird ein Betrieb des Schalt-Abgasturboladers im Leerlauf in Abhängigkeit der Werte der ersten Parametergruppe von Betriebsparametern erst geschaltet, wenn eine Grenzwertdrehzahl des Basis-Abgasturboladers erkannt wird, insbesondere überschritten wird und eine Grenzwertdrehzahl des Motors erkannt wird, insbesondere überschritten wird und ein Grenzwert eines lastbestimmenden Betriebsparameter des Motors erkannt wird, insbesondere überschritten wird.
Im Rahmen einer bevorzugten Weiterbildung der zweiten Teilvariante des Konzepts der Erfindung hat es sich bewährt, dass ein zweites Zuschaltsignal für eine dem Schaltverdichter zugeordnete Ladeluftschalteinrichtung erst ausgelöst wird, bei Erreichen eines Grenzwerts in Abhängigkeit der zweiten Parameterkennlinie, deren Wert abhängt von einer Drehzahl (nATL2) des Schalt-Abgasturboladers, einer Drehzahl (nATL1) des Basis-Abgasturboladers und einer Drehzahl (nMOT) des Motors. Beispielsweise wird ein Betrieb des Schalt-Abgasturboladers unter Luftverdichtung in Abhängigkeit der Werte der zweiten Parametergruppe von Betriebsparametern erst geschaltet, wenn eine Grenzwertdrehzahl des Schalt-Abgasturboladers erkannt wird, insbesondere überschritten wird und eine Grenzwertdrehzahl des Basis-Abgasturboladers erkannt wird, insbesondere überschritten wird und eine Grenzwertdrehzahl des Motors erkannt wird, insbesondere überschritten wird.
Im Rahmen einer besonders bevorzugten Weiterbildung erfolgt ein Betrieb des Schalt-Abgasturboladers unter Luftverdichtung in Abhängigkeit der Werte einer zweiten Parametergruppe von Betriebsparametern, wenn ein Grenzwertverhältnis der Grenzwertdrehzahl des Schalt-Abgasturboladers zur Grenzwertdrehzahl des Basis-Abgasturboladers erkannt wird, insbesondere überschritten wird und eine Grenzwertdrehzahl des Motors erkannt wird, insbesondere überschritten wird und eine Grenzwertdrehzahl des Basis-Abgasturboladers erkannt wird, insbesondere überschritten wird.
Besonders vorteilhaft lässt sich das Regelverhalten zum Betrieb des Schalt-Abgasturboladers bei geeigneter Ausgestaltung der ersten und/oder zweiten Parameterkennlinie beeinflussen; d. h. die Abhängigkeiten zwischen Drehzahlen der Abgasturbolader, des Motors und dem lastbestimmenden Betriebsparameter des Motors lassen sich in besonders vorteilhafter Weise berücksichtigen. Besonders vorteilhaft ist die erste Parameterkennlinie in einer Projektionsebene der Drehzahl des Basis-Abgasturboladers und einer Drehzahl des Motors mit einem konvexen Verlauf vorgegeben. Ein konvexer Verlauf der ersten Parameterkennlinie berücksichtigt in vorteilhafter Weise die Randbedingungen eines lastbestimmenden Zustands des Motors beim Schalten eines Leerlaufbetriebs des Schalt-Abgasturboladers.
Vorteilhaft für das Schalten des Schalt-Abgasturboladers unter Luftverdichtung ist die Berücksichtigung einer zweiten Parameterkennlinie, in welche das Verhältnis der Drehzahl des Schalt-Abgasturboladers zur Drehzahl des Basis-Abgasturboladers direkt eingeht. Vorteilhaft nimmt das Verhältnis als Funktion der Drehzahl des Motors mit zunehmender Drehzahl des Motors ab.
Im Rahmen einer bevorzugten Weiterbildung kann das Abschaltsignal für eine der Schaltturbine zugeordnete Abgasschalteinrichtung und eine dem Schaltverdichter zugeordnete Ladeluftschalteinrichtung gemäß den gleichen Kriterien, insbesondere gleichzeitig, ausgelöst werden. Insbesondere kann dies bei Erreichen eines Hysterese-Grenzwerts in Abhängigkeit einer weiteren ersten Parameterkennlinie geschehen. Bevorzugt hängt der Wert der weiteren ersten Parameterkennlinie ab von einer Drehzahl des Basis-Abgasturboladers, einer Drehzahl des Motors und einem Wert eines lastbestimmenden Betriebsparameters des Motors. Vorteilhaft wird das Abschaltverhalten der Schaltturbine grundsätzlich durch die gleichen Größen bestimmt wie das Zuschaltverhalten im Leerlaufbetrieb. Eine Hysterese ist vor allem beim lastbestimmenden Betriebsparameter des Motors berücksichtigt. Insbesondere liegt ein Hysteresegrenzwert für ein erstes Zuschaltsignal in einem zweidimensionalen Kennlinienfeld von Motordrehzahl und lastbestimmenden Betriebsparameter des Motors über dem eines zweidimensionalen Kennlinienfeldes zum Abschalten der Schaltturbine und des Schaltverdichters.
Die dreidimensionalen Kennlinien der vorgenannten Art, insbesondere die auf dem Konzept der Erfindung fußenden Kennlinienfelder, lassen sich bevorzugt durch ein Schaltsignal oder durch eine geeignete Parametrisierung --z. B. durch ein Offsetsignal-- schalten.
Ein Schalten kann sich als vorteilhaft für spezielle Betriebszustände der Brennkraftmaschine erweisen oder Fahrzustände des Fahrzeugs als vorteilhaft erweisen.
Im Rahmen einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist wenigstens die Basisturbine und/oder die Schaltturbine eine Turbine mit variabler Turbinengeometrie. Eine Turbine mit variabler Turbinengeometrie ist bevorzugt ausgebildet zur Ausführung wenigstens einer der Schritte wie sie unter Anspruch 15 aufgeführt sind.
Grundsätzlich hat es sich als vorteilhaft erwiesen, in einem Anfahrmodus lediglich den Basis-Abgasturbolader in einer geschlossenen oder nur leicht geöffneten Geometrie zu betreiben. In einem Grundfahrmodus kann dann --nach Erreichen einer bestimmten Drehzahl beispielsweise-- der Basis-Abgasturbolader in einer eher offenen Geometrie betrieben werden. Für den Zuschaltfahrmodus hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass der Schalt-Abgasturbolader zunächst in einer eher geschlossenen Geometrie betrieben wird. Vorteilhaft wird auch der Basis-Abgasturbolader im Zuschaltfahrmodus von der eher offenen Geometrie auf eine eher geschlossene Geometrie zurückgefahren. Diese Maßnahme führt im Zuschaltfahrmodus zu einem höheren Antriebsmoment des Abgasturboladers bei nur begrenzt zur Verfügung stehendem Abgasvolumenstrom; unterstützt also eine Überblendung des Basis-Abgasturboladers mit dem Schalt-Abgasturbolader ohne Drehmomentschwäche, da eine ggfs. nur geringer Abgasvolumenstrom dennoch eine höhere Antriebsleistung beim Abgasturbolader erzeugen kann. In einem Registerfahrmodus der Abgas-Turboaufladegruppe sind bevorzugt sowohl der Basis- als auch der Schalt-Abgasturbolader in einer offenen Geometrie bis zu einer Volllast betrieben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnung im Vergleich zum Stand der Technik, welcher zum Teil ebenfalls dargestellt ist, beschrieben. Diese soll die Ausführungsbeispiele nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsform oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung;
Im Einzelnen zeigt die Zeichnung in:

1: eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einem Motor und einer Abgas-Turboaufladegruppe zur Darstellung einer Registeraufladung bei der eine elektronische Steuereinrichtung zur Steuerung der Brennkraftmaschine vorgesehen ist, die ein Modul zur elektronischen Ladersteuerung aufweist;
2: ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels für ein Verfahren zur Steuerung einer Registeraufladung der Brennkraftmaschine wie diese z.B. in 1 gezeigt ist;
3A, 3B: eine schematische, symbolisch verdeutlichende Darstellung einer ersten dreidimensionalen Parameterkennlinie, wobei zum Schalten eines Leerlaufbetriebs des Schalt-Abgasturboladers deren Wert abhängt von einer Drehzahl des Basis-Abgasturboladers nATL1, einer Drehzahl nMOT des Motors und einem Wert einer Einspritzmenge qV des Motors (3A) und eine zweidimensionale Projektion der dreidimensionalen ersten Parameterkennlinie in die Ebene aus Motordrehzahl nMOT und Drehzahl und des Basis-Abgasturboladers nATL1;
4: ein Ablaufdiagramm zur Nutzung einer bevorzugten zweiten Parameterkennlinie mit einem Betriebsparameter in Form eines Verhältnisses einer Drehzahl des Schalt-Abgasturboladers nATL2 zu einer Drehzahl des Basis-Abgasturboladers nATL1 zum Schalten eines luftverdichtenden Betriebs des Schalt-Abgasturboladers.

1 zeigt schematisch eine Brennkraftmaschine 1000 mit einer Abgas-Turboaufladegruppe 100, einem Motor 200 sowie mit einem zur Führung von Abgas AG und Ladeluft LL ausgebildeten Ladeführungssystem 300. Zur Steuerung der Brennkraftmaschine ist eine Fahrzeugsteuerung (genannt ECU oder ADEC) 400 und ein Bussystem mit einem Datenbus (CAN) 430 vorgesehen.
Vorliegend ist der Motor 200 mit einem Motorblock 210 und einer V-Anordnung von zehn Zylindern, nämlich von Zylindern A1 bis A5 auf einer A-Seite A und Zylindern B1 bis B5 auf einer B-Seite B des Motorblocks 210 gebildet. Über die Abgas-Turboaufladegruppe 100 und das Ladeführungssystem 300 kann Ladeluft den Zylindern über am Motorblock 210 angeschlossene Ladeluftkrümmer 220A, 220B zugeführt werden. Diese wird zusammen mit eingespritztem Kraftstoff einer bestimmten Einspritzmenge qV in den Zylindern verdichtet und dient zur Verbrennung des Kraftstoffs. Die Verbrennungsprodukte werden als Abgas AG über Abgaskrümmer 230A, 230B in einer Abgasführung 320 wieder in das Ladeführungssystem 300 abgegeben.
Konkret wird Ladeluft LL in einer Ladeluftführung 310 den Ladeluftkrümmern 220A, 220B über nicht im Einzelnen dargestellte Zweigleitungen zugeleitet. Das Abgas AG wird von den Abgaskrümmern 230A, 230B in eine Abgasführung 320 aufgenommen und über die Abgas-Turboaufladegruppe 100 an die Umgebung abgeführt.
Konkret ist die Abgas-Turboaufladegruppe 100 als eine Registeraufladung mit einem ersten Abgasturbolader in Form eines Basis-Abgasturboladers 110 und einem zweiten Abgasturbolader in Form eines Schalt-Abgasturboladers 120 gebildet. Der Basis-Abgasturbolader 110 weist einen Basisverdichter 111 für Ladeluft LL und eine Basisturbine 112 mit variabler Turbinengeometrie VTG1 für Abgas AG auf. Der Schalt-Abgasturbolader 120 weist einen Schaltverdichter 121 und eine Schaltturbine 122 mit variabler Turbinengeometrie VTG2 für Abgas AG auf. Der Schalt-Abgasturbolader 120 ist über eine Schalteinrichtung 130 zusätzlich zu dem, grundsätzlich permanent betriebenen, Basis-Abgasturbolader 110 zuschaltbar. Die Schalteinrichtung 130 weist eine mit einem ersten Regler R1 versehene Ladeluftschalteinrichtung 131 in einer Schaltteilleitung 312 der Ladeluftführung 310 auf, die von einer Basisladeluftführung 311 abzweigt. Darüber hinaus ist eine der Schaltturbine 122 zugeordnete Abgasschalteinrichtung 132 mit einem zweiten Regler R2 vorgesehen, in einer Abgasschaltteilleitung 322, die von einer Abgasbasisleitung 321 abzweigt.
Der erste und zweite Regler R1, R2 sowie Stelleelemente für die variable Turbinengeometrie VTG1, VTG2 sind über entsprechende Steuerleitungen mit einem Modul der Fahrzeugsteuerung 400, nämlich einer elektronischen Ladersteuerung ELS verbunden, die wiederum an die Fahrzeugsteuerung 400 über einen Datenbus angebunden ist. Dazu sind entsprechende Steuerleitungen 411, 412 des Datenbus CAN (auch als ADEC bezeichnet) zwischen dem Modul 410 und den Reglern R1, R2 bzw. den Reglern der variablen Turbinengeometrie VTG1, VTG2 vorgesehen.
Vorliegend wird Ladeluft LL über eine Basisladeluftführung 311, einem Basisverdichter 110 zugeführt, der über eine von Abgas AG in der Basisabgasführung 321 angetriebene Basisturbine 112 angetrieben wird. Die verdichtete Ladeluft LL wird in einem Wärmetauscher 330 gekühlt und weiter in der Ladeluftführung 310, gemäß der zuvor erläuterten Weise, den Ladeluftkrümmern 220A, 220B und den Zylindern A1 bis A5 bzw. B1 bis B5 zugeführt. So wird der Basis-Abgasturbolader 110 mit sich ändernden Drehzahlen nATL1 betrieben.
Der Schalt-Abgasturbolader 120 wird zunächst im Leerlauf unter Führung von Abgas AG über die Schaltturbine 122 ohne Führung von Ladeluft LL über den Schaltverdichter 121 mit zunehmender Drehzahl nATL2 betrieben. Dazu öffnet die der Schaltturbine 122 zugeordnete Abgasschalteinrichtung 132. Der Schalt-Abgasturbolader 120 kann somit zunächst ohne Verdichterarbeit vergleichsweise schnell beschleunigt werden und dennoch kann --bei Bedarf-- Abgas AG effektiv abgeblasen werden.
Bei weiter steigendem Abgasvolumenstrom wird auch die dem Schaltverdichter 121 zugeordnete Schalteinrichtung 131 geöffnet und der Betrieb des Schalt-Abgasturboladers 120 wird unter Luftverdichtung, d.h. als Lastbetrieb, wird geschaltet.
Das Schalten des Schalt-Abgasturboladers 120 --d. h. konkret das Öffnen der Ladeluftklappe (Ladeluft-Schalteinrichtung 131) bzw. der Abgasklappe (Abgas-Schalteinrichtung 132)-- erfolgt gemäß dem Konzept der Erfindung sauber verblendet und unter vergleichsweise geringem Ladedruckverlust. Dies wird anhand der folgenden 2 bis 4 im Einzelnen erläutert.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zur Steuerung einer Registeraufladung der Brennkraftmaschine, wie sie in 1 dargestellt ist.
In einem ersten Schritt S0 eines Steuerungsablaufs zur Registeraufladung befindet sich der Basis-Abgasturbolader ATL1 in einem Zustand einer Anlaufphase AN bzw. bei zunehmender Drehzahl nATL1 in einem Volllastbetrieb VOLL. Der Schalt-Abgasturbolader ATL2 ist in unbelastetem und nicht durchströmtem Zustand. Davon ausgehend kann der Betrieb des Schalt-Abgasturboladers ATL2 im Leerlauf in Abhängigkeit der Werte einer ersten Parametergruppe von Betriebsparametern, nämlich hier in Abhängigkeit eines durch die dreidimensionale Parameterkennlinie KL1 gebildeten Kennlinienfeldes, gesteuert werden. Diese erste Parameterkennlinie KL1 berücksichtigt die Drehzahl nATL1 des Basis-Abgasturboladers ATL1, die Drehzahl nMOT des Motors 200 und als einen lastbestimmenden Betriebsparameter des Motors 200 die Einspritzmenge qV. Werden durch das Kennlinienfeld festgelegte Grenzwerte GW1 jeweils für die Drehzahl nATL1 des Basis-Abgasturboladers ATL1, die Drehzahl nMOT und die Einspritzmenge qV erkannt --d.h. vorliegend in einer Anlaufphase AN oder in einem Volllastbetrieb VOLL des Basis-Abgasturboladers ATL1 überschritten-- wird das Signal SKL1> zum Betätigen der Abgas-Schalteinrichtung 132 in Form einer Abgasklappe AGK des Schalt-Abgasturboladers ATL2 gesetzt. Im nächsten Schritt S1 wird unter Betätigung des Reglers R2 die Abgas-Schalteinrichtung 132 eingestellt, z.B. teilweise oder ganz geöffnet. Solange die Grenzwerte GW1 der Parameter der ersten dreidimensionalen Parameterkennlinie KL1 noch nicht erkannt sind, d.h. vorliegend noch nicht überschritten worden sind, wird das Signal SKL1< gesetzt und die Grenzwertabfrage in Bezug auf das die dreidimensionale Parameterkennlinie KL1 gebildete Kennlinienfeld KL1 ausgehend vom Schritt S0 wiederholt.
Nachdem die Abgasklappe AGK des Schalt-Abgasturboladers ATL2 im Schritt S1 bereits geöffnet wurde, erhöht der durch die Schalt-Turbine 122 strömende Abgasvolumenstrom, die Drehzahl nATL2 des Schalt-Abgasturboladers 120. Mit dem Ziel die Ladeluft-Schalteinrichtung 131 in Form der Ladeluftklappe LLK des Schaltabgasturboladers ATL2 zu öffnen, wird eine zweite Parametergruppe von Betriebsparametern, nämlich ein durch die dreidimensionale Parameterkennlinie KL2 gebildetes weiteres Kennlinienfeld abgefragt. Diese zweite Parametergruppe umfasst ein Verhältnis Q der Drehzahl nATL2 des Schalt-Abgasturboladers zu der Drehzahl nATL1 des Basis-Abgasturboladers, die Drehzahl nATL1 des Basis-Abgasturboladers und die Drehzahl nMOT des Motors. Mit der Kombination des Verhältnis Q und den Drehzahlen nMOT des Motors und nATL1 des Basis-Abgasturboladers berücksichtigt diese zweite Parametergruppe unmittelbar die Anforderung, dass das luftverdichtende Schalten des Schalt-Abgasturboladers ATL2, welches einem Schalten des Reglers R1 der Ladeluft-Schalteinrichtung 131 folgt, erst bei einem ausreichend großen Verhältnis der Drehzahl nATL2 des Schalt-Abgasturboladers zur Drehzahl nATL1 des Basis-Abgasturboladers stattfindet. Damit ist sichergestellt, dass für die Schaltung des luftverdichtenden Lastbetriebs des Schalt-Abgasturboladers ATL2 nicht nur die Drehzahl nATL2 des Schalt-Abgasturboladers im Leerlauf ausreichend hoch ist. Darüberhinaus ist auch berücksichtigt, dass die den Schaltvorgang unterstützende Drehzahl nATL1 des Basis-Abgasturboladers ATL1 als auch die Drehzahl nMOT des Motors ausreichend hoch sind.
Mit der Abfrage der zweiten dreidimensionalen Parameterkennlinie KL2 wird geprüft, ob das Verhältnis Q, die Drehzahl nMOT des Motors und die Drehzahl nATL1 des Basis-Abgasturboladers ATL1 jeweils festgelegte Grenzwerte GW2 erreicht haben, insbesondere beim Hochfahren der Abgas-Turboaufladegruppe 100 überschritten haben. Sollte dies der Fall sein, wird als nächster Schritt unter Setzen des Signals SKL2> und Betätigen der Ladeluftklappe LLK, der Schalt-Abgasturboladers ATL2 in den Lastbetrieb versetzt. Dazu wird im Schritt S2 die Ladeluft-Schalteinrichtung 132 mittels dem Regler R1 betätigt. Nun befinden sich die Turbinen 112, 122 des Basis-Abgasturboladers ATL1, als auch des Schalt-Abgasturboladers ATL2 im Abgasstrom AG, und treiben die Verdichter 111, 121 des Basis-Abgasturboladers ATL1 als auch des Schalt-Abgasturboladers ATL2 an, wodurch Ladeluft LL generiert wird. Die festgelegten Grenzwerte des prozentualen Verhältnisses Q können aufgetragen über der Drehzahl nMOT des Motors z.B. entlang einer Konstant-Kennlinie (i) der 4 liegen. Bevorzugt ist eine abfallende konvexe Kennlinie (ii) der 4, bei der die über der Drehzahl nMOT des Motors aufgetragenen Q-Werte abnehmen. Es kann in einer Abwandlung --ausgehend von diesem Zustand eines Betriebs beider Turbolader 110, 120 in einer ersten Schleife I die Grenzwertabfrage der Parameter der ersten Parameterkennlinie KL1 zyklisch wiederholt werden; in dem Fall kann für die Abgas-Turboaufladegruppe 100 unmittelbar nach dem genannten Zustand wieder geprüft werden, ob überhaupt ein Leerlaufbetrieb vorteilhaft ist sobald jeweilige Grenzwerte GW1 der ersten Parameterkennlinie KL1 unterschritten werden. Es kann auch in einer anderen Abwandlung --ausgehend von diesem Zustand eines Betriebs beider Turbolader 110, 120-- in einer zweiten Schleife II unmittelbar die Grenzwertabfrage der Parameter der zweiten Parameterkennlinie KL2 zyklisch wiederholt werden; in dem Fall kann die Abgas-Turboaufladegruppe 100 eher in dem Betrieb beider Turbolader 110, 120 gehalten werden, d. h. unmittelbar nach dem genannten Zustand wird wieder geprüft, ob ein Lastbetrieb vorteilhaft ist.
Sollten die Grenzwerte der Parameter der zweiten dreidimensionalen Parameterkennlinie KL2 nicht erkannt, d.h. in einer Anlaufphase AN oder in einem Volllastbetrieb VOLL des Basis-Abgasturboladers ATL1 noch nicht überschritten worden sein, wird das Signal SKL2< gesetzt und die Grenzwertabfrage der Parameter der ersten Parameterkennlinie KL1 wird zyklisch wiederholt.
Im Rahmen einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des vorgestellten Steuerungsablaufs einer Registeraufladung der Brennkraftmaschine aus 1 wird eine Schalt-Steuerung einer variablen Turbinengeometrie integriert. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel können sowohl der Basis-Abgasturbolader ATL1, als auch der Schalt-Abgasturbolader ATL2 mit variabler Turbinengeometrie VTG1 bzw. VTG2 betrieben werden.
Die in der Fahrzeugsteuerung 400 und dem Modul 410 realisierte Steuerung erkennt im Schritt S0 am Basis-Abgasturbolader ATL1 den Zustand der Anlaufphase AN. Nach Erkennen dieses Zustandes wird an einen ersten Steller der variablen Turbinengeometrie VTG1 des Basis-Abgasturboladers ATL1 ein Signal gegeben. Das Anliegen eines Signals ist durch einen Signalzustand 1 für den ersten Steller der variablen Turbinengeometrie VTG1 ersichtlich. Im Zustand der Anlaufphase AN wird das Signal ZU zum Schließen der variablen Turbinengeometrie VTG1 angelegt. Damit kann ein Strömungsquerschnitt in einer Anströmung einer Basisturbine 112 des Basis-Abgasturboladers 110 verringert werden, womit der Basis-Abgasturbolader ATL1 auch mit einem in der Anlaufphase AN geringen Abgasvolumenstrom höhere Drehzahlen nATL1 erreichen kann. Während der Anlaufphase AN sind sowohl die Ladeluftklappe LLK, als auch die Abgasklappe AGK des Schalt-Abgasturboladers ATL2 praktisch geschlossen. Daher wird an einen zweiten Steller der variablen Turbinengeometrie VTG2 des Schalt-Abgasturboladers ATL2 kein Signal gesendet, was durch einen nicht definierten Signalzustand 0 für den zweiten Steller der variablen Turbinengeometrie VTG2 ersichtlich ist.
Sobald die Steuerung erkennt, dass sich der Basis-Abgasturbolader ATL1 im Volllastbetrieb VOLL befindet, wird an den ersten Steller der variablen Turbinengeometrie VTG1 ein Signal AUF zum Öffnen der variablen Turbinengeometrie gesendet; der Signalzustand 1 ist dazu weiter gegeben. Dadurch wird der Strömungsquerschnitt in der Anströmung der Basisturbine 112 des Basis-Abgasturboladers ATL1 erhöht, und ein erhöhter Abgasvolumenstrom kann durchgesetzt werden. Analog zum Zustand der Anlaufphase AN wird auch im Zustand des Volllastbetriebs VOLL kein Signalzustand an den zweiten Steller der variablen Turbinengeometrie VTG2 des Schalt-Abgasturboladers ATL2 gesendet, was durch den nicht definierten Signalzustand 0 gekennzeichnet ist.
Nach positiver Abfrage der Grenzwerte GW1 der Parameter der ersten dreidimensionalen Parameterkennlinie KL1 wird die Abgasklappe AGK des Schalt-Abgasturboladers ATL2 im Schritt S1 geöffnet. Damit wird auch -- bei ersichtlichem Signalzustand 1-- an den ersten Steller der variablen Turbinengeometrie VTG1 des Basis-Abgasturboladers ATL1 wieder ein Signal ZU angelegt, und -- ebenfalls bei ersichtlichem Signalzustand 1-- an den zweiten Steller der variablen Turbinengeometrie VTG2 des Schalt-Abgasturboladers ATL2 wird ebenfalls ein Signal ZU, jeweils für den Betrieb mit geschlossener Turbinengeometrie, angelegt. Das Anliegen eines Signals ist für beide variable Turbinengeometrien VTG1, VTG 2 durch den Signalzustand 1 ersichtlich gemacht.
Damit kann die gesamte Abgasmenge des Motors, die bisher alleinig auf den großen Anströmungsquerschnitt der Basisturbine 112 des Basis-Abgasturboladers ATL1 geleitet wurde, auf kleinere Anströmungsquerschnitte der Turbinen 112, 122 des Basis-Abgasturboladers ATL1 und des Schalt-Abgasturboladers ATL2 aufgeteilt werden. In einem Zuschaltfahrmodus wird also die eher offene Geometrie auf eine eher geschlossene Geometrie zurückgefahren. Der nun auf beide Turbolader ATL1, ATL2 verteilte Abgasvolumenstrom kann zusätzlich noch zu einem Drehmomentanstieg des Motors führen.
Nach erfolgreich abgeschlossener Grenzwertabfrage für die Parameter der zweiten Parametergruppe, d. h. in Bezug auf die dreidimensionale Parameterkennlinie KL2, wird mittels des Signals SKL2> die Ladeluftklappe LLK des Schalt-Abgasturboladers ATL2 geöffnet. Darauf folgend werden bei weiter --mit ">>" bezeichneter-- zunehmender Drehzahl die ersten und zweiten Steller der variablen Turbinengeometrien VTG1 und VTG2 von der geschlossenen Stellung --bei anliegendem Signal ZU-- mittels einem geregelten Signal AUF in die offene Stellung überführt. Der Signalzustand 1 zeigt bei beiden variablen Turbinengeometrien VTG1 und VTG2 an, dass ein Signal anliegt.
3A zeigt beispielhaft und symbolisch Werte einer ersten Parametergruppe von Betriebsparametern, nämlich hier Grenzwerte GW1 in Abhängigkeit eines durch die dreidimensionale Parameterkennlinie KL1 gebildeten Kennlinienfeldes wie es im Verfahren zur Steuerung einer Registeraufladung folgend dem Ablaufdiagramm aus 2 zur ersten Grenzwertabfrage verwendet wird. Die dreidimensionale Parameterkennlinie KL1 zeigt die Drehzahl nATL1 des Basis-Abgasturboladers im Kennlinienfeld beispielhaft im Wertebereich von 0-99 krpm, aufgetragen über der Drehzahl nMOT des Motors z. B. im Kennlinienfeld von 0 bis 5000 rpm und über dem lastbestimmenden Betriebsparameter, im vorliegenden Anwendungsfall beispielsweise dargestellt durch die Einspritzmenge qV im Kennlinienfeld im Wertebereich von 0 bis 200 units.
Zur weiteren Veranschaulichung zeigt 3B eine Projektionsebene aus der dreidimensionalen Darstellung der ersten Parametergruppe bei konstanter Einspritzmenge qV. Hierbei ist ersichtlich, dass eine Grenzwertlinie der Drehzahl nATL1 des Basis-Abgasturboladers ATL1, aufgetragen über steigender Drehzahl nMOT des Motors, einen konvexen Verlauf hat.
Befindet sich die Abgas-Turboaufladegruppe 100 und der Motor 200 in einem Betriebszustand, dessen Parameterwerte --die Drehzahl nATL1 des Basis-Abgasturboladers 110, die Drehzahl nMOT des Motors und die Einspritzmenge qV-- oberhalb der in 3A und 3B dargestellten Grenzwerte der Parameterkennlinie KL1 liegen, wird das Signal SKL1> zum Betätigen der Abgasklappe AGK des Schalt-Abgasturboladers ATL2 gesetzt. Folgend wird die Abgas-Schalteinrichtung 132 -- hier in Form der Abgasklappe AGK-und damit einhergehend der Regler R2 betätigt. Andererseits wird das Signal SKL1< gesetzt für den Fall, dass sich die Abgas-Turboaufladegruppe 100 und der Motor 200 in Betriebszuständen befindet, deren Parameterwerte unterhalb der Grenzwerte dreidimensionalen Parameterkennlinie KL1 aus 3A, bzw. unterhalb der Grenzwertlinie der Projektionsebene folgend 3B liegen.
4 zeigt beispielhaft und symbolisch Werte einer zweiten Parametergruppe von Betriebsparametern, nämlich hier Grenzwerte GW2 in Abhängigkeit eines durch die dreidimensionale Parameterkennlinie KL2 gebildeten Kennlinienfeldes, die im Ablaufdiagramm von 2 als dreidimensionale Parameterkennlinie KL2 berücksichtigt wird. Diese zweite Parametergruppe berücksichtigt neben dem prozentualen Verhältnis Q der Drehzahl nATL2 des Schalt-Abgasturboladers zur Drehzahl nATL1 des Basis-Abgasturboladers auch die Drehzahl nMOT des Motors und die Drehzahl nATL1 des Basis-Abgasturboladers. Das prozentuale Verhältnis Q, d.h. nATL2/nATL1, wird über der Drehzahl nMOT des Motors in einem Wertebereich von beispielsweise 0 bis 5000 rpm im Kennlinienfeld dargestellt. Nach dem Öffnen der Abgasklappe des Schalt-Abgasturboladers AGK ATL2, steigt die Drehzahl nATL2 des Schalt-Abgasturboladers. Mit der Kombination des Verhältnis Q über der Drehzahl nMOT des Motors einerseits und andererseits der Multiplikation des Verhältnisses Q mit der Drehzahl nATL1 des Basis-Abgasturboladers ATL1, berücksichtigt diese zweite Parametergruppe unmittelbar die Anforderung, dass das luftverdichtende Schalten des Schaltabgasturbuladers ATL2, erst bei einem ausreichend großen Verhältnis der Drehzahl nATL2 des Schalt-Abgasturboladers ATL2 zur Drehzahl nATL1 des Basis-Abgasturboladers ATL1 erfolgt. Ferner können die festgelegten Grenzwerte des prozentualen Verhältnisses Q entlang einer Kennlinie (i) liegen, die über der Drehzahl nMOT des Motors aufgetragen, konvex abfällt. Dies hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, da mit grösser werdender Drehzahl nMOT des Motors der Lastbetrieb des Schalt-Abgasturboladers ATL2 in der Tat bereits bei immer niedrigeren Werten einer Drehzahl des Schalt-Abgasturboladers ATL2 (bei konstant angenommener Drehzahl nATL1 des Basis-Abgasturboladers ATL1) erfolgen kann. Auch kann mit grösser werdender Drehzahl nMOT des Motors und zunehmender Drehzahl nATL1 des Basis-Abgasturboladers ATL1der Lastbetrieb des Schalt-Abgasturboladers ATL2 mit immer niedrigeren Werten einer Drehzahl des Schalt-Abgasturboladers ATL2 erfolgen. In einem einfacheren Kennlinienfeld (ii) kann das Verhältnis Q auch konstant sein, d.h. nATL2 und nATL1 stehen in einem fixen Verhältnis in Abhängigkeit der Drehzahl nMOT des Motors.
Werden die festgelegten Grenzwerte für das prozentuale Verhältnis Q, die Drehzahl nMOT des Motors und die Drehzahl nATL1 des Basis-Abgasturboladers erkannt und Überschritten wird beim Signalzustand S-LLK=1 das Signal SKL2> zum Schalten der Ladeluftklappe LLK des Schalt-Abgasturboladers ATL2 gesetzt. Ein negatives Ergebnis der Abfrage der Parameterwerte und ihrer Grenzwerte führt dazu, dass das Signal SKL2< gesetzt wird, bzw. der Signalzustand ist wieder S-LLK = 0.
Bezugszeichenliste

1000: Brennkraftmaschine
100: Abgas-Turboaufladegruppe
110: Basisabgasturbolader
111: Basisverdichter
112: Basisturbine
120: Schaltabgasturbolader
121: Schaltverdichter
122: Schaltturbine
130: Schalteinrichtung
131: Ladeluftschalteinrichtung
132: Abgasschalteinrichtung
200: Motor
210: Motorblock
220A, 220B: Ladeluftkrümmer
230A, 230B: Abgaskrümmer
300: Ladeführungssystem
310: Ladeluftführung
311: Basisladeluftführung
312: Schaltteilleitung
320: Abgasführung
321: Abgasbasisleitung
322: Abgasschaltteilleitung
400: Fahrzeugsteuerung
410: Modul
411, 412: Steuerleitungen
430: Datenbus
AG: Abgas
A1 - A5: Zylinder
B1 - B5: Zylinder
ELS: Ladersteuerung
LL: Ladeluft
ATL1, ATL2: Basis- bzw. Schalt-Abgasturbolader
nATL1, nATL2: Drehzahl des Basis- bzw. Schalt-Abgasturboladers
nMOT: Drehzahl des Motors
Q: Verhältnis
qV: Einspritzmenge
R1, R2: Regler
VTG1, VTG2: variable Turbinengeometrie des Basis- bzw. Schalt-Abgasturboladers
S0, S1, S2: Schritte eines Steuerablaufs einer Registeraufladung
AN: Anlaufphase des Basis-Abgasturboladers ATL1
VOLL: Volllastbetrieb des Basis-Abgasturboladers ATL1
SKL1>, SKL1<: Signale in Bezug auf die erste Parameterkennlinie
SKL2>, SKL2<: Signale in Bezug auf die erste Parameterkennlinie
KL1, KL2: erste Parameterkennlinie, zweite Parameterkennlinie
GW1, GW2: Grenzwerte
I, II: erste Schleife, zweite Schleife

Claims

Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine (1000) mit einem Motor (200) und einer Abgas-Turboaufladegruppe (100), die einen Basis-Abgasturbolader (110) und einen Schalt-Abgasturbolader (120) für den Motor (200) aufweist, wobei - der Basis-Abgasturbolader (110) einen Basis-Verdichter (111) für Ladeluft (LL) und eine Basis-Turbine (112) für Abgas (AG) aufweist, wobei die Basis-Turbine (112) ausgebildet ist, den Basis-Verdichter (111) anzutreiben, - der Schalt-Abgasturbolader (120) einen Schalt-Verdichter (121) für Ladeluft (LL) und eine Schalt-Turbine (122) für Abgas (AG) aufweist, wobei die Schalt-Turbine (122) ausgebildet ist, den Schalt-Verdichter (121) anzutreiben, und - der Schalt-Abgasturbolader (120) ausgebildet ist, zusätzlich zum Basis-Abgasturbolader (110) betrieben zu werden, wenn eine Grenzwertdrehzahl (GW-nATL1) des Basis-Abgasturboladers (110) erkannt wird, aufweisend die Schritte: - Betreiben des Basis-Abgasturboladers (110) mit sich ändernden Drehzahlen (nATL1), - Erkennen der Grenzwertdrehzahl (GW-nATL1) des Basis-Abgasturboladers (110), - Betreiben des Schalt-Abgasturbolader (120) im Leerlauf unter Führung von Abgas (AG) über die Schalt-Turbine (122) und ohne Führung von Ladeluft (LL) über den Schalt-Verdichter (121), - Betreiben des Schalt-Abgasturboladers (120) unter Luftverdichtung unter Führung von Abgas (AG) über die Schalt-Turbine (122) und unter Führung von Ladeluft (LL) über den Schalt-Verdichter (121); wobei der Betrieb des Schalt-Abgasturboladers (120) im Leerlauf in Abhängigkeit der Werte einer ersten Parametergruppe von Betriebsparametern geschaltet wird, welche besteht aus den Betriebsparametern: der Drehzahl (nATL1) des Basis-Abgasturboladers (110), einer Drehzahl (nMOT) des Motors (200) und einem lastbestimmenden Betriebsparameter des Motors (200); und der Betrieb des Schalt-Abgasturboladers (120) unter Luftverdichtung in Abhängigkeit der Werte einer zweiten Parametergruppe von Betriebsparametern geschaltet wird, welche besteht aus den Betriebsparametern: einer Drehzahl (nATL2) des Schalt-Abgasturboladers (120), der Drehzahl (nATL1) des Basis-Abgasturboladers (110) und der Drehzahl (nMOT) des Motors (200) und einem Verhältnis (Q) der Drehzahl (nATL2) des Schalt-Abgasturboladers (120) zu der Drehzahl (nATL1) des Basis-Abgasturboladers (110).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Schaltsignal, nämlich ein erstes Zuschaltsignal, für eine der Schalt-Turbine (122) zugeordnete Abgas-Schalteinrichtung (132) beim Erreichen eines Grenzwerts in Abhängigkeit der ersten Parameterkennlinie ausgelöst wird, deren Wert abhängt von der Drehzahl (nATL1) des Basis-Abgasturboladers, der Drehzahl (nMOT) des Motors und dem Wert eines lastbestimmenden Betriebsparameters des Motors und einem Verhältnis (Q) der Drehzahl (nATL2) des Schalt-Abgasturboladers (120) zu der Drehzahl (nATL1) des Basis-Abgasturboladers (110); und - ein zweites Schaltsignal, nämlich ein zweites Zuschaltsignal, für eine dem Schalt-Verdichter (121) zugeordnete Ladeluft-Schalteinrichtung (131) beim Erreichen eines Grenzwerts in Abhängigkeit der zweiten Parameterkennlinie ausgelöst wird, deren Wert abhängt von der Drehzahl (nATL2) des Schalt-Abgasturboladers, der Drehzahl (nATL1) des Basis-Abgasturboladers und der Drehzahl (nMOT) des Motors.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Parameterkennlinie in einer Projektionsebene der Drehzahl (nATL1) des Basis-Abgasturboladers und der Drehzahl (nMOT) des Motors einen konvexen Verlauf hat.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis (Q) als Funktion der Drehzahl (nMOT) des Motors (200) mit zunehmender Drehzahl (nMOT) des Motors abnimmt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis (Q) zyklisch abgefragt wird und in einem Speicher in Prozent-Werten (%) abgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis (Q) mit der Drehzahl (nATL1) des Basis-Abgasturboladers (110) multipliziert wird und das Ergebnis zur Bestimmung der Auslösung des zweiten Zuschaltsignals herangezogen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betrieb des Schalt-Abgasturboladers (120) im Leerlauf in Abhängigkeit der Werte der ersten Parametergruppe von Betriebsparametern zugeschaltet wird, wenn - eine Grenzwertdrehzahl (GW-nATL1) des Basis-Abgasturboladers überschritten, wird und - eine Grenzwertdrehzahl (GW-nMOT) des Motors überschritten, wird und - ein Grenzwert (GW-qV) eines lastbestimmenden Betriebsparameters des Motors überschritten wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betrieb des Schalt-Abgasturboladers (120) unter Luftverdichtung in Abhängigkeit der Werte der zweiten Parametergruppe von Betriebsparametern zugeschaltet wird, wenn - eine Grenzwertdrehzahl (GW-nATL2) des Schalt-Abgasturboladers überschritten wird, und - eine Grenzwertdrehzahl (GW-nATL1) des Basis-Abgasturboladers überschritten wird, und - eine Grenzwertdrehzahl (GW-nMOT) des Motors überschritten wird, und - eine Grenzwert-Verhältnis (GW-Q) der Grenzwertdrehzahl (GW-nATL2) des Schalt-Abgasturboladers zur Grenzwertdrehzahl (GW-nATL1) des Basis-Abgasturboladers überschritten wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgas-Schalteinrichtung (132) als eine Abgasklappe gebildet ist, die durch das erste Zuschaltsignal schaltbar ist und/oder die Ladeluft-Schalteinrichtung (131) als eine Ladeluftklappe gebildet ist, die durch das zweite Zuschaltsignal schaltbar ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltsignal, nämlich ein Abschaltsignal, für eine der Schalt-Turbine (122) zugeordnete Abgas-Schalteinrichtung (132) und eine dem Schalt-Verdichter (121) zugeordnete Ladeluft-Schalteinrichtung (131) ausgelöst wird bei Erreichen eines Hysterese-Grenzwerts in Abhängigkeit einer weiteren ersten Parameterkennlinie, deren Wert abhängt von der Drehzahl (nATL1) des Basis-Abgasturboladers, der Drehzahl (nMOT) des Motors und dem Wert eines lastbestimmenden Betriebsparameters des Motors (200).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der lastbestimmende Betriebsparameter des Motors (200) eine Einspritzmenge (qV), nämlich ein SOLL- oder IST-Wert der Einspritzmenge (qV) ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der lastbestimmende Betriebsparameter des Motors (200) ein IST-Wert eines lastbestimmende Betriebsparameters am Motorbetriebspunkt ist, wie eine IST-Motorlast od. dgl. ist, oder ein SOLL-Wert eines lastbestimmende Betriebsparameters am Motorbetriebspunkt ist, wie eine Lastanforderung oder eine Mobilitätsanforderung ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalt-Abgasturbolader (120) nach einem Schaltsignal in einem Rückfall-Betrieb betrieben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Offset-Signal vorgesehen ist, dass die Abhängigkeit der zweiten Parameterkennlinie vom Verhältnis und/oder die Abhängigkeit der ersten Parameterkennlinie von dem Wert des lastbeeinflussenden Betriebsparameters (qV) des Motors (200) auf konstant setzt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Basis-Turbine (112) und/oder die Schalt-Turbine (122) eine Turbine mit variabler Turbinengeometrie ist, ausgebildet zur Ausführung wenigstens einer der Schritte, dass: - in einem Anfahrmodus der Abgas-Turboaufladegruppe (100) der Basis-Abgasturbolader (110) Abgas- und/oder Ladeluft- beaufschlagt ist und der Schalt-Abgasturbolader (120) nicht beaufschlagt ist, wobei der Basis-Abgasturbolader (110) in einer geschlossenen Geometrie betrieben wird; - in einem Grundfahrmodus der Abgas-Turboaufladegruppe (100) der Basis-Abgasturbolader (110) Abgas- und/oder Ladeluft- beaufschlagt ist und der Schalt-Abgasturbolader (120) nicht beaufschlagt ist, wobei der Basis-Abgasturbolader (110) in einer offenen Geometrie betrieben wird; - in einem Zuschaltfahrmodus der Abgas-Turboaufladegruppe (100), insbesondere geschaltet über die erste Parameterkennlinie, der Basis-Abgasturbolader (110) und der Schalt-Abgasturbolader (120) Abgas- und/oder Ladeluft-beaufschlagt ist und der Basis-Abgasturbolader (110) und der Schalt-Abgasturbolader (120) in einer geschlossenen Geometrie betrieben wird; - in einem Registerfahrmodus der Abgas-Turboaufladegruppe (100), insbesondere deutlich beabstandet jenseits der zweiten Parameterkennlinie, der Basis-Abgasturbolader (110) und der Schalt-Abgasturbolader (120) Abgas- und/oder Ladeluft-beaufschlagt ist und der Basis-Abgasturbolader (110) und der Schalt-Abgasturbolader (120) in einer offenen Geometrie betrieben wird.
Steuereinrichtung (400) für eine Brennkraftmaschine (1000) mit einer Steuereinheit (410), wobei die Steuereinheit (410) ausgebildet ist, die Abgas-Turboaufladegruppe (100) nach einem der Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 zu steuern.
Brennkraftmaschine (1000) mit einer Abgas-Turboaufladegruppe (100) und einer Steuereinrichtung, wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, die Abgas-Turboaufladegruppe (100) nach einem der Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 zu steuern.