DE102012206385B4

DE102012206385B4 - Verfahren zur Steuerung einer Registeraufladung einer Brennkraftmaschine mit einem Motor und einer Abgas-Turboaufladegruppe, Steuereinrichtung und Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102012206385B4
Application number: DE102012206385.4A
Authority: DE
Inventors: Bernd Mink; Christoph Georg Hund
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 2012-04-18
Filing date: 2012-04-18
Publication date: 2019-08-29
Anticipated expiration: 2032-04-19
Also published as: DE102012206385A1

Abstract

Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine (1000) mit einem Motor (200), einer Abgas-Turboaufladegruppe (100), die einen Basis-Abgasturbolader (110) und einen Schalt-Abgasturbolader (120) für den Motor (200) aufweist, und mit einem Getriebe (500) mit einer Anzahl von Gangstufen, wobei
- der Basis-Abgasturbolader (110) einen Basisverdichter (111) für Ladeluft (LL) und eine Basisturbine (112) für Abgas (AG) aufweist, wobei die Basisturbine (112) ausgebildet ist, den Basisverdichter (111) anzutreiben,
- der Schalt-Abgasturbolader (120) einen Schaltverdichter (121) für Ladeluft (LL) und eine Schaltturbine (122) für Abgas (AG) aufweist, wobei die Schaltturbine (122) ausgebildet ist, den Schaltverdichter (121) anzutreiben, und
- der Schalt-Abgasturbolader (120) ausgebildet ist, zusätzlich zum Basis-Abgasturbolader (110) betrieben zu werden, wenn eine Grenzwertdrehzahl des Basis-Abgasturboladers (110) erkannt wird,
wobei
- eine Gangstufe des Getriebes (500) signalisiert wird,
- eine Laderschaltsperre zur Verfügung gestellt wird, mittels der ein Schaltbetrieb des Schalt-Abgasturboladers (120) der Abgas-Turboaufladegruppe eingeschränkt werden kann,
dadurch gekennzeichnet, dass
- eine Lenkeinschlagstufe signalisiert wird, und
- die Laderschaltsperre aktiviert wird, wenn die signalisierte Gangstufe einer vorbestimmten Gangstufe und die signalisierte Lenkeinschlagstufe einer vorbestimmten Lenkeinschlagstufe entspricht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 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.
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, 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.
US 5 205 191 A offenbart ein Regelsystem zum Turboaufladen einer internen Brennkraftmaschine mit einer automatischen Transmission. Die interne Brennkraftmaschine weist einen so bezeichneten primären und sekundären Turbolader auf. Der primäre Turbolader ist dabei ausgebildet, um die Brennkraftmaschine bei einer geringen Luftaufnahme aufzuladen. Der sekundäre Turbolader ist hingegen ausgebildet, um die Brennkraftmaschine bei hoher Luftaufnahme aufzuladen. Das Regelsystem ist ausgebildet, die Turbolader selektiv zu aktivieren und sequentiell zu regeln für verschiedene Luftaufnahmekonditionen nach vorbestimmten, speziell bestimmten Schaltregeln. Weiterhin ist das Regelsystem ausgebildet, die Schaltregeln zu korrigieren oder anzupassen abhängig von ausgewählten Gängen der Transmission. Zudem ist das Regelsystem ausgebildet, eine Veränderung einer Turbolader-Kapazität der Turbolader zu verzögern, wenn ein Schalten der automatischen Transmission angefordert wird. Demgemäß beschreibt US 5 205 191 A ein Verfahren der eingangs genannten Art, bei dem eine Gangstufe eines Getriebes signalisiert wird und in gewisser Weise eine Laderschaltsperre zur Verfügung gestellt wird, mittels der ein Betrieb einer Abgas-Turboaufladegruppe eingeschränkt werden kann.
DE 40 02 325 A1 offenbart ein Schaltkennfeld für ein Automatikgetriebe in einem Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Ermitteln eines Schaltsignals aus diesem Schaltkennfeld. Durch das Verfahren soll verhindert werden, dass das Getriebe im Schubbetrieb und gegebenenfalls unter hoher Querbeschleunigung hochschaltet. Erreicht wird dies, indem das Überschreiten der Hochschaltkennlinien durch den Betriebspunkt festgehalten wird. In einer bevorzugten Ausführung wird dabei die Stellung des Fahrpedals gemessen und beim Überschreiten der Hochschaltkennlinie in eine Fahrpedalgeschwindigkeit umgewandelt. Der so erhaltene Wert der Fahrpedalgeschwindigkeit ist ein Maß dafür, ob das Getriebe hochschaltet oder im bisherigen Gang verbleibt. Gegebenenfalls wird beim Überschreiten eines Querbeschleunigungsgrenzwertes der Hochschaltvorgang unterdrückt. In einer weiteren zweckmäßigen Ausführung wird allein der Lenkwinkel mitberücksichtigt.
Betriebszustände der Abgas-Turboaufladegruppe und anderer Komponenten der Brennkraftmaschine --insbesondere des Motors und des Getriebes-- als auch besondere Betriebsbedingungen eines Fahrzeugs sollten 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, d. h. hier Aktivieren, 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. Insbesondere kann bei zusätzlich ungünstigen besonderen Betriebsbedingungen eines Getriebes und Fahrzeugs sogar ein starker Leistungsabbruch und ggfs. ein sogenanntes „Abwürgen“ einer Brennkraftmaschine zu befürchten sein. Eine solche Gefahr besteht insbesondere bei einer Langsamfahrt des Fahrzeugs.
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 --insbesondere 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, insbesondere im Leerlauf und/oder der Betrieb des Schalt-Abgasturboladers unter Luftverdichtung-- mit verbessertem Schaltverhalten ermöglicht ist. Insbesondere sollten besondere Betriebsbedingungen eines Getriebes und Fahrzeugs beim Schaltverhalten berücksichtigt werden.
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 17 gelöst.
Betreffend die Vorrichtung wird die Aufgabe durch die Erfindung auch mit einer Brennkraftmaschine des Anspruchs 18 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 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, aber auch besondere Betriebsbedingungen eines Getriebes und/oder Fahrzeugs unberücksichtigt, obwohl diese gegebenenfalls entscheidend für einen Schaltvorgang ohne Leistungseinbruch sein können.
Die Erfindung hat hinsichtlich der vorbestimmten Gangstufe und der vorbestimmten Lenkeinschlagstufe insbesondere erkannt, dass bei einem Fahrbetrieb eines Fahrzeugs mit niedriger Gangstufe und hoher Lenkeinschlagstufe die Gefahr besteht, dass die Brennkraftmaschine abgewürgt wird, wenn zusätzlich ein Zuschaltvorgang vom alleinigen Betrieb des Basis-Abgasturboladers auf den Betrieb von Basis-Abgasturbolader und Schalt-Abgasturbolader erfolgt; ein Abwürgen der Brennkraftmaschine kann mit einer den Zuschaltvorgang begleitenden Leistungseinbruch und/oder Drehmomentschwäche einhergehen. Eine solche Situation kann beispielsweise auftreten, wenn der Fahrer des Fahrzeugs die Brennkraftmaschine an einem Betriebspunkt fährt, der ein Laderschalten -beispielswiese aufgrund einer hohen Basisladerdrehzahl-- zur Folge hat, dennoch aber, z.B. beim Befahren von engen Kurven in einer ersten Gangstufe des Getriebes des Fahrzeugs, das angeforderte Drehmoment zu hoch ist; es kann dann in sehr ungünstigen Situationen die Gefahr bestehen, dass die Brennkraftmaschine abgewürgt wird. Diese Gefahr wird gemäß dem Konzept der Erfindung vermindert.
Das Konzept der Erfindung sieht vor, dass eine Gangstufe des Getriebes signalisiert wird als auch eine Lenkeinschlagstufe einer Lenkung signalisiert wird. Beispielsweise kann ein entsprechendes Signal auf einem Datenbus zur Verfügung gestellt werden. An den Datenbus kann beispielsweise ein Getriebesteuergerät, eine Motorsteuergerät und eine elektronische Ladersteuerung sowie eine Lenkungssteuerung angebunden sein. Eine Signalisierung der vorgenannten Art kann gemäß dem Konzept der Erfindung als Grundlage dienen, um in geeigneten Fällen eine Laderschaltsperre zu nutzen; nämlich insbesondere bei niedriger Gangstufe und hoher Lenkeinschlagstufe ein Laderschalten erst gar nicht oder in nur eingeschränktem Masse freizugeben, damit in einem für eine Abwürgegefahr anfälligen Betriebszustand ein Leistungseinbruch und/oder eine Drehmomentschwäche erst gar nicht erfolgen kann. Insbesondere kann mittels der Laderschaltsperre ein Schaltbetrieb des Schalt-Abgasturboladers der Abgas-Turboaufladegruppe eingeschränkt werden. Insbesondere betrifft dies den Aktivierungsbetrieb des Schalt-Abgasturboladers. Insbesondere betrifft dies den Leerlaufbetrieb und/oder den Lastbetrieb des Schalt-Abgasturboladers. In konsequenter Umsetzung des Konzepts der Erfindung kann die Laderschaltsperre genutzt werden, um einen Schaltbetrieb des Schalt-Abgasturboladers gänzlich zu unterbinden.
Die Erfindung sieht vor, dass die Laderschaltsperre aktiviert wird, wenn die signalisierte Gangstufe einer vorbestimmten Gangstufe und die signalisierte Lenkeinschlagstufe einer vorbestimmten Lenkeinschlagstufe entspricht.
Nimmt der Fahrer aber beispielsweise den Lenkeinschlag hinter den Lenkungsvolleinschlag wieder zurück, insbesondere in Richtung einer geradeaus Fahrt, kann eine erweiterte Motorfunktionalität wieder zur Verfügung gestellt werden, welche auch den Betrieb in einem Zweiladerbetrieb vorsieht. Insgesamt erreicht das Konzept der Erfindung eine erhebliche Verbesserung des Fahrverhaltens und der Fahrdynamik im Turboladerbetrieb bzw. ein verbessertes dynamisches Verhaltens des Schaltbetriebs einer Abgas-Turboaufladegruppe mit einem Basis-Abgasturbolader und einem Schalt-Abgasturbolader. Eine vergleichsweise hohe Mobilität bei hohen Gangstufen und Geradeausfahrt ist gewährleistet, wohingegen bei unterbundenem oder eingeschränktem Laderschaltbetrieb für niedrige Gangstufen des Getriebes und Lenkeinschlagstufen. Während also bei niedrigen Lastzuständen eine unzumutbar hohe Drehmomentbelastung des Motors abgeregelt wird, ist dennoch für nicht dauerhaft hohe Lastzustände eine höchste Mobilität gewährleistet.
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.
Vorteilhaft wird geprüft wird, ob die signalisierte Gangstufe bei einer oder unterhalb einer Niedriggangstufe liegt, und geprüft, ob eine signalisierte Lenkeinschlagstufe bei einer oder oberhalb einer Gross-Lenkeinschlagstufe liegt. Die Niedriggangstufe ist vorzugsweise eine niedrigste Gangstufe eines Getriebes. Insbesondere hat sich das Verfahren als bevorzugt beim einer ersten Vorwärts-Gangstufe oder Rückwärts-Gangstufe des Getriebes erwiesen. Die Gross-Lenkeinschlagstufe ist vorzugsweise eine höchste Lenkeinschlagstufe. Vorzugsweise entspricht die signalisierte Lenkeinschlagstufe einem Lenkvolleinschlag. Es kann in einer besonders bevorzugten Weiterbildung des Konzepts der Erfindung vorgesehen sein, dass beispielsweise bei eingelegter erster Gangstufe des Getriebes und Lenkvolleinschlag-- also überschrittener höchster Lenkeinschlagstufe-- ein Zuschalten des Schaltladers bereits im Leerlaufbetrieb unterbunden ist.
Vorzugsweise weist das Verfahren die Schritte auf:

- Betreiben des BasisAbgasturboladers mit sich ändernden Drehzahlen (nATL1)
- Erkennen einer Grenzwertdrehzahl (GW-nATL1) des BasisAbgasturboladers
- Betreiben des Schaltabgasturboladers im Leerlauf unter Führung von Abgas über die Schaltturbine, insbesondere 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. Insbesondere kann signalisiert werden, wenn ein Betrieb des Schalt-Abgasturboladers zusätzlich zum Basis-Abgasturbolader vorliegt.

Es hat sich als besonders bevorzugt erwiesen, dass eine Laderschaltsperre eingestellt wird, wenn ein Betriebspunkt des Motors in einem Einladerbereich eines Laderkennfelds liegt. Insbesondere wird die Laderschaltsperre nur dann eingestellt, wenn sichergestellt ist, dass der Betriebspunkt des Motors in dem Einladerbereich des Laderkennfeldes liegt. Dadurch ist sicher vermieden, dass ein Umschalten auf einen Einladerbetrieb erfolgt, wenn der Motor im Zweiladerbetrieb ist; dies würde eine unzumutbare Leistungsbeschränkung darstellen und dient damit dazu, eine Lastanforderung im regulären Betrieb zu erfüllen. Anders ausgedrückt, wird eine Laderschaltsperre insbesondere erst dann eingestellt, wenn ein Betriebspunkt des Motors in einem Laderkennfeld von einem Zweiladerbereich in einen Einladerbereich gedrückt ist. Insofern berücksichtigt die letztgenannte bevorzugte Weiterbildung auch eine Historie von Fahrzuständen, vor allem Fahrzustände, bei welchen von einem Hochlastbereich des Laderkennfelds in einen Niederlastbereich (Einladerbereich) übergegangen wird. Es hat sich gezeigt, dass kritische Fahrzustände hinsichtlich der Abwürgegefahr vor allem nach einem solchen Übergang auftreten.
In solchen und anderen bevorzugten Fällen ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Motor mittels einer Kennlinie betrieben wird, die eine Aufladung des Motors mit lediglich einem Lader, nämlich dem Basis-Abgasturbolader vorsieht. Vorzugsweise wird der Motor in Kombination damit auch mittels wenigstens einer DBR-Kennlinie zur dynamischen Drehzahlbegrenzungsregelung gesteuert, die ausgebildet ist, im Betrieb der Brennkraftmaschine eine Drehmomentüberhöhung abzuregeln. Vorzugsweise wird auch geprüft, ob die signalisierte Gangstufe oberhalb einer Hochgangstufe liegt, insbesondere eine höchste, vorzugsweise sechste Gangstufe ist. Zusätzlich kann vorzugsweise auch geprüft werden, ob die signalisierte Lenkeinschlagstufe unterhalb einer Kleinlenkeinschlagstufe liegt, insbesondere eine niedrigste Lenkeinschlagstufe, vorzugsweise einem Nulleinschlag entsprechend ist. In dem Fall kann vorzugsweise davon ausgegangen werden, dass sich das Fahrzeug auf einen Betriebspunkt zu bewegt, der in Richtung einer geradeaus Fahrt geht, bei ggf. zu erwartender hoher Lastanforderung. In dem Fall hat es sich als vorteilhaft erwiesen ein Aktivieren einer Laderschaltsperre der vorgenannten Art zu unterbinden. Anders ausgedrückt, hat es sich als vorteilhaft erwiesen eine Hochgangstufe nicht als vorbestimmte Gangstufe des Anspruchs 1 vorzusehen. Auch hat es sich als vorteilhaft erwiesen, eine Kleinlenkeinschlagstufe nicht als vorbestimmte Lenkeinschlagstufe des Anspruchs 1 zu wählen.
Es hat sich auch als vorteilhaft erwiesen, dass ein Betrieb des Schalt-Abgasturboladers zusätzlich zum Basis-Abgasturbolader signalisiert wird. Auch dann hat es sich als vorteilhaft erwiesen eine Laderschaltsperre zu unterbinden. Dies dient wiederum der Sicherung von aktuellen Lastanforderungen.
Insbesondere für eine Gruppe höherer, insbesondere eine höchste Gangstufe, beispielsweise für die sechste Gangstufe, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass wenigstens eine DBR-Kennlinie zur dynamischen Drehzahlbegrenzungsregelung zur Verfügung gestellt wird. Die DBR-Kennlinie ist bevorzugt ausgebildet im Betrieb der Brennkraftmaschine eine max. Geschwindigkeit zu erlauben. Die Weiterbildung verfolgt das Ziel, dass im Falle einer Gruppe höherer Gangstufen-- insbesondere bei signalisiertem Zweiladerbetrieb und/oder vorliegender Kleinlenkeinschlagstufe-- davon ausgegangen werden kann, dass die Brennkraftmaschine ggf. eine Maximalgeschwindigkeit zur Verfügung zustellen hat. In dem Fall erweist sich eine übermäßige Abregelung einer DBR-Kennlinie als unvorteilhaft. Anders ausgedrückt kann vorgesehen sein, dass eine speziell für die Gruppe höherer Gangstufen vorgesehene DBR-Kennlinie einen Abregelbogen aufweist, der oberhalb eines Abregelbogens liegt von DBR-Kennlinien für niedrigere Gangstufen.
Eine solche, auch als dynamische Überleistung bezeichnete vergleichsweise gering ausgeführte Abregelung einer DBR-Kennlinie wird auch als Regelung einer „dynamischen Überleistung“ bezeichnet. Die „dynamische Überleistung“ soll insbesondere nur für den Fall vorgesehen sein, dass ein Lenkungseinschlag höchster Stufe nicht vorliegt, insbesondere ein Lenkungsvolleinschlag nicht vorliegt. Anders ausgedrückt, wird für eine Gruppe Niedergangstufen und/oder eine Gruppe von Großlenkeinschlagstufen eine dynamische Überleistung nicht vorgesehen. Dies vermindert ebenfalls die Gefahr eines nicht beabsichtigten Motorstops der Brennkraftmaschine.
Insbesondere ist eine vorgenannte „dynamische Überleistung“ genau dann unterdrückt, wenn eine Laderschaltsperre greift bzw. aktiviert ist. Die an sich gegenläufigen Maßnahmen einer Laderschaltsperre für niedrige Gangstufen bei Großlenkeinschlagstufen einerseits und das Prinzip einer dynamischen Überleistung bei Kleinlenkeinschlagstufen und Hochgangstufen andererseits sind somit gegeneinander abgegrenzt. Insbesondere ist der Betrieb des Schalt-Abgasturboladers im Leerlauf und/oder der Betrieb des Schalt-Abgasturboladers unter Luftverdichtung sowie eine dynamische Überleistung nur dann erlaubt, wenn eine vorbestimmte Hochgangstufe und eine vorbestimmte Kleinlenkeinschlagstufe vorliegt.
Darüberhinaus hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass eine Laderschaltsperre aufzuheben ist, wenn eine Bedingung vorliegt, die einen Ausnahmefall signalisiert. Eine solche Bedingung kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus:

- wenn ein Trägersignal die Aushebung signalisiert;
- wenn ein Busausfall festgestellt wird;
- wenn ein Betrieb des Schalt-Abgasturboladers zusätzlich zum Basis-Abgasturbolader signalisiert wird;
- wenn ein Sensorausfall festgestellt wird, insbesondere ein Ausfall eines Drehzahlsensors, eines Injektorsensors und/oder eines Motordrehzahlsensors, vorzugsweise wenigstens eines Drehzahlsensors des Basisturboladers festgestellt wird;
- wenn festgestellt wird, dass eine Signalisierung der Gangstufe und/oder Lenkeinschlagstufe nicht vorliegt.

Die vorgenannten Bedingungen stellen im Wesentlichen sicher, dass bei fehlender Signalisierung oder bei fehlendem Sensorsignal eine Aktivierung der Laderschaltsperre aufgehoben ist. Anders ausgedrückt, wird sichergestellt, dass eine Laderschaltsperre nur dann aktiviert wird, wenn eine gesicherte Kenntnis des Betriebszustands des Motors vorliegt.
Im Rahmen eines besonders bevorzugten weiterbildenden Konzepts wird vorteilhaft sicher gestellt, dass ein Laderschaltvorgang an sich möglichst ohne Leistungs- und/oder Drehmomenteinbruch erfolgen kann. Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass der Betrieb des Basis-Abgasturboladers und/oder Schalt-Abgasturboladers der Abgas-Turboaufladegruppe in Abhängigkeit der Werte wenigstens einer Parametergruppe von wenigstens zwei Betriebsparametern geschaltet wird. Demgemäß wird eine Parameterkennlinie zur Verfügung gestellt, deren Wert abhängt von wenigstens zwei Betriebsparametern der jeweiligen Parametergruppe. Damit ist die Basis gelegt für ein wenigstens zweidimensionales, vorzugsweise dreidimensionales Parameterkennlinienfeld, mittels dem vorzugsweise neben einer Drehzahl des Basis-Abgasturboladers und einer Drehzahl des Motors auch ein lastbestimmender Betriebsparameter des Motors, insbesondere der Wert einer Einspritzmenge berücksichtigt wird um den Betrieb des Schalt-Abgasturboladers in Leerlauf zu aktivieren. Insbesondere kann eine zweite Parametergruppe neben der Drehzahl des Basis-Abgasturboladers und einer Drehzahl des Motors auch die Drehzahl des Schalt-Abgasturboladers berücksichtigen, um den Betrieb, insbesondere die Aktivierung des Schalt-Abgasturboladers unter Luftverdichtung zu aktivieren. Die mit dem Konzept der Weiterbildung gelegte Basis zum Schalten des Basis-Abgasturboladers und/oder Schalt-Abgasturboladers in Abhängigkeit von wenigsten zwei Betriebsparametern ermöglicht damit die grundsätzliche Berücksichtigung aktueller Lastzustände und Drehzahlzustände des Motors als auch der Abgasturbolaufladegruppe.
Insbesondere schlägt eine Weiterbildung 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 Weiterbildung 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 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 eine 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 oder alternativ ist gemäß einer zweiten Teilvariante des Konzepts der bevorzugten Weiterbildung 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. 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 weiterbildenden 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 weiterbildenden Konzepts lassen sich allein unabhängig voneinander als auch bevorzugt 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 Laderschaltzustand 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 Ladeluft-schalteinrichtung 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.
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/oder eine Grenzwertdrehzahl des Motors erkannt wird, insbesondere überschritten wird und/oder ein Grenzwert eines lastbestimmenden Betriebsparameter des Motors erkannt wird, insbesondere überschritten wird.
Im Rahmen einer bevorzugten Weiterbildung der zweiten Teilvariante des Konzepts der Weiterbildung 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/oder eine Grenzwertdrehzahl des Basis-Abgasturboladers erkannt wird, insbesondere überschritten wird und/oder 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/oder eine Grenzwertdrehzahl des Motors erkannt wird, insbesondere überschritten wird und/oder 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. 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 besonders bevorzugten Weiterbildung ist wenigstens die Basisturbine und/oder die Schaltturbine eine Turbine mit variabler Turbinengeometrie. Eine variable Turbinengeometrie kann insbesondere abhängig von einem Volumenstrom schaltbar sein. 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 ein 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, unter Berücksichtigung einer Getriebegangstufe und einer Lenkeinschlagstufe - dabei ist eine schematische, symbolisch verdeutlichende Darstellung einer ersten dreidimensionalen Parameterkennlinie angegeben, wobei zum Schalten eines Leerlaufbetriebs des Schalt-Abgasturboladers deren Wert abhängt von einer Drehzahl des Basis-Abgasturboladers nATL1, einer Drehzahl des Motors nMOT und einem Wert einer Einspritzmenge qV des Motors (3A) und es ist eine bevorzugte zweite 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 angegeben.

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. Auf einer Kraftseite des Motors 400 ist ein Getriebe 500 mit vorliegend sechs Vorwärtsgangstufen angekoppelt. Zur Steuerung der Brennkraftmaschine ist eine Fahrzeugsteuerung (ECU oder ADEC) 400 und ein Bussystem mit einem Datenbus (CAN) 430 vorgesehen. Weiter zeigt 1 schematisch die Verfügbarkeit einer Signalisierung auf einem Datenbus 430 CAN. An den Datenbus 430 ist ein Motorsteuergerät 400 sowie auch ein elektronisches Ladersteuermodul (ELS) 410, ein elektronisches Getriebesteuermodul (EGS) 420 und über den Datenbus (CAN) 430 auch eine Lenkungssteuerung (LENKUNG) 440 angebunden. Am Datenbus 430 liegen damit Daten betreffend den Laderbetriebszustand, den Getriebebetriebszustand und den Lenkungsbetriebszustand an.
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 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 einer Abgasführung 320 wieder in das Ladeführungssystem 300 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 und 3 im Einzelnen erläutert. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zur Steuerung einer Registeraufladung der Brennkraftmaschine, wie sie in 1 dargestellt ist, unter Berücksichtigung einer Getriebegangstufe und einer Lenkeinschlagstufe.
Das in 2 dargestellte Verfahren nutzt die auf dem CAN-Datenbus 430 der Brennkraftmaschine 1000 in 1 verfügbare Signalisierung. Die Signalisierung von Daten erfolgt in einem in 2 dargestellten Schritt S0. Zunächst liegen am Datenbus 430 Signale hinsichtlich der Motordrehzahl nMOT und der Einspritzmenge qV an einem Injektor des Motors 200 an, die beispielsweise über die Fahrzeugsteuerung 400 verfügbar sind. Weiter ist über das elektronische Ladersteuermodul 410 die Drehzahl nATL1 eines Basis-Abgasturboladers 110 (ATL1) und die Drehzahl nATL2 eines Schalt-Abgasturboladers 120 (ATL2) verfügbar. Über das Getriebesteuermodul 420 ist eine aktuelle Gangstufe GANGST, nämlich vorliegend ausgewählt aus einer Gangstufe von sechs Vorwärtsgangstufen und einer Rückwärtsgangstufe, zur Verfügung gestellt. Über das Lenkungssteuergerät 440 ist eine aktuelle Lenkeinschlagstufe LENKST am Datenbus 430 signalisiert.
In einem Schritt S1 erfolgt eine Abprüfung des gegenwärtigen Betriebszustands des Getriebes 500, der Lenkung 440 sowie der Abgas-Turboaufladegruppe 100. So wird in einem Schritt S1.1 geprüft, ob der Motor 200 in einem Einlader-Betrieb aufgeladen wird. In einem Schritt S1.2 (<=LOW/1) wird geprüft, ob eine Gangstufe GANGST unterhalb oder gleich einer Niedriggangstufe --vorliegend eine niedrigste Gangstufe, nämlich eine erste Gangstufe des Getriebes-- vorliegt. In einem weiteren Schritt S1.3 (>=HIGH/Voll) wird geprüft, ob eine Lenkeinschlagstufe oberhalb einer Großlenkeinschlagstufe -- vorliegend ein höchste Lenkeinschlagstufe, nämlich entsprechend einem Lenkvolleinschlag-- vorliegt.
Ist das Ergebnis bei den Prüfungen der Schritte S1.1, S1.2, S1.3 jeweils --d. h. auch die dazu gehörige logische UND-Verknüpfung-- positiv, wird in einem Schritt S2 eine Laderschaltsperre derart zur Verfügung gestellt, dass ein Leerlaufbetrieb des Schalt- Abgasturboladers ATL2 unterbunden wird. Konkret wird mittels der Laderschaltsperre eine Aktivierung, d. h. hier Öffnen, der Abgasklappe AGK unterbunden; nämlich im Hinblick auf 1 mittels Regelorgan R2 betreffend die Abgasschalteinrichtung 132. Das dazu vorgesehene Signal STOP wird aktiviert in einem Schalter S, der mittels einer logischen „1“ aus der genannten UND-Verknüpfung angesteuert wird. Dies ist der vorerwähnte Fall der 2, wenn alle aus den drei Prüfungen der Schritte S1.1, S1.2, S1.3 vorliegenden Signale im Y-Zweig der logischen UND-Verknüpfung hier jeweils als eine logische „1“ vorliegen. Anders ausgedrückt; ist auch nur eine Bedingung der Prüfungsschritte S1.1, S1.2, S1.3 nicht erfüllt, liegt am Schalter S eine logische „0“ an, sodass der Schalter S nicht aktiviert wird. Damit kann auch das Signal STOP zur Aktivierung der Laderschaltsperre nicht am Regelorgan R2 der Abgasklappe AGK, nämlich der Abgasschalteinrichtung 132, angelegt werden.
Wird aber der Motor wie in einem Schritt S2 der 2 in einem Zweiladerbetrieb betrieben --d. h. mit dem Basis-Abgasturbolader ATL1 und dem Schalt-Abgasturbolader ATL2 im Lastbetrieb-- so wird die Laderschaltsperre nicht aktiviert. Das Signal eines Zweiladerbetriebs wird ebenfalls dem Schalter S als logische „0“ zugeführt. Sollte ein Zweiladerbetrieb nicht vorliegen, wird dieser Zustand dem Schalter S als logische „1“ zugeführt. Wird also der Motor bei geöffneter Abgasklappe AGK (Abgasschalteinrichtung 132) und geöffneter Ladeluftklappe LLK (Ladeluftschalteinrichtung 131) aufgeladen, ist eine Laderschaltsperre über den Schalter S unterbunden, d.h. das Anlegen des Signals STOP an ein elektronisches Ladersteuergerät 410 ist unterbunden; in dem Fall liegen drei logische „1“ aus den Schritten S1.1, S1.2, S1.3 und eine logische „0 “aus dem Schritt S3 am Schalter S an. Nur wenn am Schalter S neben den logischen „1“ aus den Schritten S1.1, S1.2, S1.3 auch eine logische „1“ aus dem Schritt S3 anliegt, kann das Signal STOP ausgegeben werden, d. h. eine Laderschaltsperre aktiviert werden. Diese Maßnahme schützt davor, dass in einem Zweiladerbetrieb der Betrieb der Brennkraftmaschine durch eine Laderschaltsperre ungewollt eingeschränkt wird.
Bei dem hier erläuterten Ausführungsbeispiel ist sichergestellt, dass wenn der Schalt-Abgasturbolader 120 einmal im Leerlaufbetrieb aktiviert ist, auch weiter ein Lastbetrieb möglich sein sollte, selbst wenn die aus den Schritten S1.1, S1.2, S1.3 vorliegenden Bedingungen erfüllt sind. Anders ausgedrückt; ist der Schalt-Abgasturbolader 120 einmal über die erste Parametergruppe zur Festlegung einer ersten Parameterkennlinie KL1 aktiviert so wird im Schritt S3 festgestellt, dass ein Zweiladerbetrieb vorliegt. Es kann dann geprüft werden, ob eine zweite aus einer zweiten Parametergruppe festgelegte Parameterkennlinie KL2 überschritten ist. Dann kann unter Luftverdichtung ein Lastbetrieb des Schalt-Abgasturbolader 120 aktiviert werden. Dann wird im Schritt S4 die Ladeluftklappe LLK für den Schalt-Abgasturbolader ATL2 geöffnet.
Dazu sind in 1 symbolisch Kennfelder für die erste Parameterkennlinie KL1 und die zweite Parameterkennlinie KL2 gezeigt. Die erste Parameterkennlinie KL1 bestimmt sich nach einer ersten Parametergruppe von Betriebsparametern, wie sie in einem Verfahren zur Steuerung einer Registeraufladung zur ersten Grenzwertabfrage verwendet werden kann. Die erste Parametergruppe für die dreidimensionale Parameterkennlinie KL1 zeigt z.B. die Drehzahl nATL1 des Basis-Abgasturboladers in einem beispielhaften Wertebereich von 0 - 99 krpm, aufgetragen über der Drehzahl nMOT des Motors z. B. von 0 bis 5000rpm und über dem lastbestimmenden Betriebsparameter, im vorliegenden Anwendungsfall beispielsweise dargestellt durch die Einspritzmenge qV im Wertebereich von 0 bis 200 units.
Befindet sich die Abgas-Turboaufladegruppe 100 in einem Betriebszustand, dessen Parameterwerte der Drehzahl nATL1 des Basis-Abgasturboladers, der Drehzahl nMOT des Motors und der Einspritzmenge qV oberhalb der Parameterkennlinie KL1 liegen, wird ein Signal zum Betätigen der Abgasklappe AGK des Schalt-Abgasturboladers ATL2 gesetzt. Folgend wird die Abgasschalteinrichtung 132, und damit einhergehend der Regler R2 betätigt. Die Abgasklappe AGK wird jedoch dann nicht betätigt im vorerwähnten Fall, wenn ein Signal zum Betätigen der Abgasklappe AGK des Schalt-Abgasturboladers ATL2 gesetzt ist, aber am Schalter S das Signal STOP zur Aktivierung der Laderschaltsperre anliegt. Für den Fall, dass sich die Abgas-Turboaufladegruppe in Betriebszuständen befindet, deren Parameterwerte unterhalb der dreidimensionalen Parameterkennlinie KL1 liegen, wird das Signal zum Betätigen der Abgasklappe AGK nicht gesetzt.
Weiter ist zur erläuterten zweiten Parametergruppe von Parametern, die dreidimensionale Parameterkennlinie KL2 gezeigt. 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 wird über der Drehzahl nMOT des Motors in einem Wertebereich von beispielsweise 0 bis 5000 rpm dargestellt. Nach dem Öffnen der Abgasklappe AGK des Schalt-Abgasturboladers ATL2, steigt die Drehzahl nATL2 des Schalt-Abgasturboladers. Mit der Kombination des Verhältnis Q über der Drehzahl nMOT des Motors, und ferner der Multiplikation des Verhältnisses Q mit der Drehzahl nATL1 des Basis-Abgasturboladers, berücksichtigt diese zweite Parametergruppe unmittelbar die Anforderung, dass das luftverdichtende Schalten des Schaltabgasturboladers ATL2, erst bei einem ausreichend großen Verhältnis der Drehzahl nATL2 des Schalt-Abgasturboladers zur Drehzahl nATL1 des Basis-Abgasturboladers erfolgt. Ferner können die festgelegten Grenzwerte des prozentualen Verhältnisses Q entlang einer Kennlinie liegen, die über der Drehzahl nMOT des Motors aufgetragen ist, oder einem fixen Verhältnis entsprechen, das nicht von der Drehzahl nMOT des Motors abhängt.
Werden die festgelegten Grenzwerte für das prozentuale Verhältnis Q, die Drehzahl nMOT des Motors und die Drehzahl nATL1 des Basis-Abgasturboladers erkannt, insbesondere die zweite Parameterkennlinie KL2 überschritten, wird das Signal zum Schalten der Ladeluftklappe LLK des Schalt-Abgasturboladers ATL2 gesetzt. Ein negatives Ergebnis der Abfrage der Parameterwerte und ihrer Grenzwerte GW führt dazu, dass das Signal zum Schalten der Ladeluftklappe LLK des Schalt-Abgasturboladers ATL2 nicht gesetzt wird.
Bezugszeichenliste

1000: Brennkraftmaschine
100: Abgasaufladegruppe
110, ATL1: Basisabgasturbolader
111: Basisverdichter
112: Basisturbine
120, ATL2: 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
322: Abgasschaltteilleitung
400: Fahrzeugsteuerung
410: Ladersteuermodul
411, 412: Steuerleitungen
420: Getriebesteuermodul
430: Datenbus
440: Lenkungssteuerung
500: Getriebe
A1 - A5: Zylinder
B1 - B5: Zylinder
LL, AG: Ladeluft, Abgas
nATL1, nATL2: Drehzahl
nMOT: Drehzahl
Q: Verhältnis
qV: Einspritzmenge
R1, R2: Regler
S1.1, S1.2, S1.3,: Schritte
S0, S1, S2, S3, S4: Schritte
STOP: Signal Laderschaltsperre
VTG1, VTG2: variable Turbinengeometrie
KL1, KL2: erste, zweite Parameterkennlinie
0, 1: logische 0, 1
UND: logische UND-Verknüpfung

Claims

Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine (1000) mit einem Motor (200), einer Abgas-Turboaufladegruppe (100), die einen Basis-Abgasturbolader (110) und einen Schalt-Abgasturbolader (120) für den Motor (200) aufweist, und mit einem Getriebe (500) mit einer Anzahl von Gangstufen, wobei - der Basis-Abgasturbolader (110) einen Basisverdichter (111) für Ladeluft (LL) und eine Basisturbine (112) für Abgas (AG) aufweist, wobei die Basisturbine (112) ausgebildet ist, den Basisverdichter (111) anzutreiben, - der Schalt-Abgasturbolader (120) einen Schaltverdichter (121) für Ladeluft (LL) und eine Schaltturbine (122) für Abgas (AG) aufweist, wobei die Schaltturbine (122) ausgebildet ist, den Schaltverdichter (121) anzutreiben, und - der Schalt-Abgasturbolader (120) ausgebildet ist, zusätzlich zum Basis-Abgasturbolader (110) betrieben zu werden, wenn eine Grenzwertdrehzahl des Basis-Abgasturboladers (110) erkannt wird, wobei - eine Gangstufe des Getriebes (500) signalisiert wird, - eine Laderschaltsperre zur Verfügung gestellt wird, mittels der ein Schaltbetrieb des Schalt-Abgasturboladers (120) der Abgas-Turboaufladegruppe eingeschränkt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass - eine Lenkeinschlagstufe signalisiert wird, und - die Laderschaltsperre aktiviert wird, wenn die signalisierte Gangstufe einer vorbestimmten Gangstufe und die signalisierte Lenkeinschlagstufe einer vorbestimmten Lenkeinschlagstufe entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass geprüft wird, ob die signalisierte Gangstufe bei einer oder unterhalb einer Niedriggangstufe liegt und geprüft wird ob eine signalisierte Lenkeinschlagstufe bei einer oder oberhalb einer Großlenkeinschlagstufe liegt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Niedriggangstufe eine niedrigste Gangstufe ist und/oder die Großlenkeinschlagstufe einem Lenkvolleinschlag entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend die Schritte: - Betreiben des Basis-Abgasturboladers (110) mit sich ändernden Drehzahlen (nATL1) - Erkennen einer Grenzwertdrehzahl (GW-nATL1) des Basis-Abgasturboladers (110), und - Betreiben des Schalt-Abgasturbolader (120) im Leerlauf unter Führung von Abgas (AG) über die Schaltturbine, ohne Führung von Ladeluft (LL) über den Schaltverdichter (121), oder - Betreiben des Schalt-Abgasturboladers (120) unter Luftverdichtung unter Führung von Abgas über die Schaltturbine (122) mit Führung von Ladeluft (LL) über den Schaltverdichter (121), wobei - ein Betrieb des Schalt-Abgasturbolader (120) zusätzlich zum Basis-Abgasturbolader (110) signalisiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass im Falle der Signalisierung der Gangstufe, die einer vorbestimmten Niedriggangstufe entspricht, und einer Signalisierung einer Lenkeinschlagstufe, die einer vorbestimmten Großlenkeinschlagstufe entspricht, der Betrieb des Schalt-Abgasturbolader (120) im Leerlauf und/oder der Betrieb des Schalt-Abgasturboladers (120) unter Luftverdichtung unterbunden ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass eine Laderschaltsperre eingestellt wird, wenn ein Betriebspunkt des Motors (200) in einem Ein-Laderbereich eines Laderkennfeldes liegt, nämlich erst dann eingestellt wird, nachdem ein Betriebspunkt des Motors (200) in einem Laderkennfeld von einem ZweiLaderbereich in einen Ein-Laderbereich gedrückt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrieb des Basis-Abgasturboladers (110) und/oder Schalt-Abgasturboladers (120) der Abgas-Turboaufladegruppe (100) in Abhängigkeit der Werte wenigstens einer Parametergruppe von wenigstens zwei Betriebsparametern geschaltet wird, nämlich aktiviert und/oder deaktiviert wird, wobei eine Parameterkennlinie zur Verfügung gestellt wird, deren Wert abhängt von wenigstens zwei Betriebsparametern der jeweiligen Parametergruppe.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Betrieb des Schalt-Abgasturbolader (120) im Leerlauf in Abhängigkeit der Werte einer ersten Parametergruppe von Betriebsparametern geschaltet wird, welche besteht aus den Betriebsparametern: - einer Drehzahl (nATL1) des Basis-Abgasturboladers (110), einer Drehzahl (nMOT) des Motors und einem lastbestimmenden Betriebsparameter des Motors, nämlich einer Einspritzmenge (qV).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Betrieb des Schalt-Abgasturbolader (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), einer Drehzahl (nATL1) des Basis-Abgasturboladers (110) und einer Drehzahl (nMOT) des Motors (200).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass der Betrieb des Schalt-Abgasturbolader (120) unter Luftverdichtung in Abhängigkeit der Werte einer zweiten Parametergruppe von Betriebsparametern geschaltet wird, welche besteht aus den Betriebsparametern: - einem Verhältnis (Q) der Drehzahl (nATL2) des Schalt-Abgasturboladers (120) zu der Drehzahl (nATL1) des Basis-Abgasturboladers (110), einer Drehzahl (nATL1) des Basis-Abgasturboladers (110) und einer Drehzahl (nMOT) des Motors (200).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass geprüft wird, ob die signalisierte Gangstufe oberhalb einer Hochgangstufe liegt, nämlich eine höchste Gangstufe ist, und ob die signalisierte Lenkeinschlagstufe unterhalb einer Kleinlenkeinschlagstufe liegtnämlich eine niedrigste Lenkeinschlagstufe ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens für eine höchste Gangstufe wenigstens eine DBR-Kennlinie zur dynamischen Drehzahl-Begrenzungsregelung zur Verfügung gestellt wird, die ausgebildet ist, im Betrieb der Brennkraftmaschine (1000) eine maximale Geschwindigkeit zu erlauben.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine dynamische Überleistung nur für den Fall greift, wenn festgestellt wird, dass ein Lenkungseinschlag höchster Stufe nicht vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13 dadurch gekennzeichnet, dass eine dynamische Überleistung dann unterdrückt ist, wenn eine Laderschaltsperre greift.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Betrieb des Schalt-Abgasturbolader (120) im Leerlauf und/oder der Betrieb des Schalt-Abgasturboladers (120) unter Luftverdichtung sowie eine dynamische Überleistung nur freigegeben wird, im Falle einer vorbestimmten Hochgangstufe und einer vorbestimmten Kleinlenkeinschlagstufe.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Laderschaltsperre aufgehoben ist, wenn eine der Bedingungen vorliegt, die ausgewählt ist, aus der Gruppe bestehend aus: - wenn ein Triggersignal die Aufhebung signalisiert; - wenn ein Busausfall festgestellt wird; - wenn ein Betrieb des Schalt-Abgasturboladers (120) zusätzlich zum Basis-Abgasturbolader (110) signalisiert wird; - wenn ein Ausfall eines Drehzahlsensors, eines Injektorsensors, eines Motordrehzahl Sensors und/oder wenigstens eines Drehzahlsensors des Basisturboladers (110) festgestellt wird; - wenn festgestellt wird, dass eine Signalisierung der Gangstufe und/oder Lenkeinschlagstufe nicht vorliegt.
Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine (1000) mit einem Motor (200), einer Abgas-Turboaufladegruppe (100), die einen Basis-Abgasturbolader (110) und einen Schalt-Abgasturbolader (120) für den Motor (200) aufweist, und mit einem Getriebe (500) mit einer Anzahl von Gangstufen und mit einer Steuereinheit, wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, die Brennkraftmaschine (1000) nach einem der Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 zu steuern.
Brennkraftmaschine (1000) mit einem Motor (200), einer Abgas-Turboaufladegruppe (100), die einen Basis-Abgasturbolader (110) und einen Schalt-Abgasturbolader (120) für den Motor (200) aufweist, und mit einem Getriebe (500) mit einer Anzahl von Gangstufen und mit einer Steuereinrichtung, wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, die Brennkraftmaschine (1000) nach einem der Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 zu steuern.