DE102016007330A1

DE102016007330A1 - Method for operating an exhaust flap of an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102016007330A1
Application number: DE102016007330.6A
Authority: DE
Inventors: Michael Simons
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2016-06-16
Filing date: 2016-06-16
Publication date: 2017-02-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer in einem Abgastrakt einer Verbrennungskraftmaschine angeordneten Abgasklappe, bei welchem die Abgasklappe mittels einer elektronischen Recheneinrichtung (12) der Verbrennungskraftmaschine aus einer einen von dem Abgas durchströmbaren Strömungsquerschnitt des Abgastrakts zumindest teilweise freigebenden Freigabestellung bewegt wird, mit den Schritten: – Mittels der elektronischen Recheneinrichtung (12): Empfangen einer Abgasklappenanforderung (14), welche einen Anforderungswert als ersten Wert umfasst, der eine von der Freigabestellung unterschiedliche, den Strömungsquerschnitt gegenüber der Freigabestellung stärker versperrende Stellung der Abgasklappe charakterisiert; – Mittels eines Begrenzungsreglers (20) der elektronischen Recheneinrichtung (12): Ermitteln wenigstens eines Grenzwerts (22) als zweiten Wert, der eine von der Freigabestellung unterschiedliche, den Strömungsquerschnitt gegenüber der Freigabestellung stärker versperrende Stellung der Abgasklappe charakterisiert; – Auswählen des kleineren der Werte, wobei der kleinere Wert diejenige der Stellungen charakterisiert, in der der Strömungsquerschnitt geringer als in der entsprechend anderen Stellung versperrt ist; und – Bewegen der Abgasklappe aus der Freigabestellung in die durch den ausgewählten Wert charakterisierte Stellung.The invention relates to a method for operating an exhaust gas flap arranged in an exhaust gas tract of an internal combustion engine, in which the exhaust gas flap is moved by means of an electronic computing device (12) of the internal combustion engine from a release position at least partially releasing a flow cross section of the exhaust gas tract, comprising the steps: - By means of the electronic computing device (12): Receiving an exhaust valve request (14), which includes a request value as the first value, which characterizes a different from the release position, the flow cross section with respect to the release position more obstructing position of the exhaust valve; - By means of a limiting controller (20) of the electronic computing device (12): determining at least one limit value (22) as a second value, which characterizes a different from the release position, the flow cross-section with respect to the release position more obstructing position of the exhaust valve; - selecting the smaller of the values, the smaller value characterizing that of the positions in which the flow area is blocked less than in the corresponding other position; and - moving the exhaust flap from the release position to the position characterized by the selected value.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer in einem Abgastrakt einer Verbrennungskraftmaschine angeordneten Abgasklappe gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a method for operating an exhaust gas flap arranged in an exhaust gas tract of an internal combustion engine according to the preamble of patent claim 1.

Ein solches Verfahren zum Betreiben einer in einem Abgastrakt einer Verbrennungskraftmaschine angeordneten Abgasklappe ist beispielsweise bereits der DE 10 2012 012 875 A1 als bekannt zu entnehmen. Hierbei wird die Abgasklappe mittels einer elektronischen Recheneinrichtung aus einer Offenstellung beispielsweise in wenigstens eine von der Offenstellung unterschiedliche weitere Stellung bewegt. In der Offenstellung gibt die Abgasklappe einen von dem Abgas durchströmbaren Strömungsquerschnitt des Abgastrakts zumindest teilweise frei, sodass das Abgas durch den Strömungsquerschnitt hindurchströmen kann. In der weiteren Stellung ist der Strömungsquerschnitt mittels der Abgasklappe beispielsweise gegenüber der Freigabestellung mehr oder vollständig versperrt, so dass kein Abgas mehr durch den Teilbereich hindurchströmen kann und den Abgastrakt durchströmendes Abgas in dem Abgastrakt stärker rückgestaut wird als in der Freigabestellung.Such a method for operating a arranged in an exhaust gas tract of an internal combustion engine exhaust valve is for example already DE 10 2012 012 875 A1 to be known as known. Here, the exhaust valve is moved by means of an electronic computing device from an open position, for example, in at least one of the open position different further position. In the open position, the exhaust flap releases at least partially a flow cross section of the exhaust tract through which the exhaust gas can flow, so that the exhaust gas can flow through the flow cross section. In the further position, the flow cross section is more or completely blocked, for example, with respect to the release position by means of the exhaust flap, so that exhaust gas can no longer flow through the subregion and exhaust gas flowing through the exhaust tract is more strongly backfilled in the exhaust tract than in the release position.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass die Abgasklappe besonders einfach und robust betrieben werden kann.Object of the present invention is to develop a method of the type mentioned in such a way that the exhaust valve can be operated particularly simple and robust.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass die Abgasklappe, welche auch als Bremsklappe bezeichnet wird, besonders einfach und robust betrieben werden kann, ist erfindungsgemäß ein erster Schritt vorgesehen, bei welchem mittels der elektronischen Recheneinrichtung eine Abgasklappenanforderung empfangen wird, die einen Anforderungswert als ersten Wert umfasst. Der erste Wert charakterisiert eine von der Freigabestellung unterschiedliche, den Strömungsquerschnitt gegenüber der Freigabestellung stärker versperrende Stellung der Abgasklappe. Unter der Formulierung, dass die Abgasklappe den Strömungsquerschnitt in der von der Freigabestellung unterschiedlichen Stellung stärker versperrt als in der Freigabestellung ist beispielsweise zu verstehen, dass die Abgasklappe in der Freigabestellung zumindest einen Teilbereich des Strömungsquerschnitts freigibt, wobei die Abgasklappe in der von der Freigabestellung unterschiedlichen Stellung den Teilbereich fluidisch versperrt. Somit kann das Abgas in der Freigabestellung durch den Teilbereich hindurchströmen, wobei das Abgas jedoch in der von der Freigabestellung unterschiedlichen Stellung nicht durch den Teilbereich hindurchströmen kann, da der Teilbereich mittels der Abgasklappe fluidisch versperrt ist.In order to develop a method specified in the preamble of claim 1 type such that the exhaust valve, which is also referred to as a brake flap, can be operated particularly simple and robust, a first step is provided according to the invention, in which by means of the electronic computing device, an exhaust flap request is received that includes a request value as the first value. The first value characterizes a different position of the exhaust flap from the release position, the flow cross section with respect to the release position more obstructing. Under the formulation that the exhaust flap blocks the flow cross-section in the position different from the release position more than in the release position, for example, it is to be understood that the exhaust flap releases at least a portion of the flow cross-section in the release position, wherein the exhaust flap in the position different from the release position the part area fluidly blocked. Thus, the exhaust gas in the release position can flow through the portion, wherein the exhaust gas, however, can not flow through the portion in the different position of the release position, since the portion is fluidly blocked by means of the exhaust valve.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ferner einen zweiten Schritt, bei welchem mittels eines Begrenzungsreglers der elektronischen Recheneinrichtung wenigstens ein Grenzwert als zweiter Wert ermittelt wird, der eine von der Freigabestellung unterschiedliche, den Strömungsquerschnitt gegenüber der Freigabestellung stärker versperrende Stellung der Abgasklappe charakterisiert.The inventive method further comprises a second step, wherein by means of a limit controller of the electronic computing device at least one limit value is determined as the second value, which characterizes a different from the release position, the flow cross section relative to the release position more obstructing position of the exhaust valve.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ferner einen dritten Schritt, bei welchem der kleinere der Werte ausgewählt wird. Mit anderen Worten werden die Werte verglichen und der kleinere Wert bzw. die weniger versperrende Position ausgewählt. Dabei charakterisiert der kleinere Wert diejenige der Stellungen, in der der Strömungsquerschnitt geringer als in der entsprechend anderen Stellung versperrt ist.The method according to the invention further comprises a third step in which the smaller of the values is selected. In other words, the values are compared and the smaller value or less blocking position is selected. In this case, the smaller value characterizes that of the positions in which the flow cross section is blocked less than in the corresponding other position.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ferner einen vierten Schritt, bei welchem die Abgasklappe aus der Freigabestellung in die durch den ausgewählten Wert charakterisierte Stellung bewegt wird. Dies bedeutet, dass die Stellung der Abgasklappe eingestellt wird, die durch den ausgewählten, gegenüber dem anderen Wert kleineren Wert charakterisiert ist beziehungsweise wird.The inventive method further comprises a fourth step, wherein the exhaust valve is moved from the release position to the position characterized by the selected value. This means that the position of the exhaust flap is set, which is characterized by the selected, compared to the other value smaller value or is.

Der Erfindung liegt insbesondere die folgende Erkenntnis zugrunde: Bei Niedriglastzyklen, zu denen es beispielsweise im Stadtverkehr kommt, kann es erforderlich sein, die Temperatur des Abgases zu erhöhen, um eine besonders vorteilhafte Funktion einer in dem Abgastrakt angeordneten Abgasnachbehandlungseinrichtung, insbesondere hinsichtlich einer Konversion und einer Regeneration, sicherzustellen. Eine solche Erhöhung der Abgastemperatur kann besonders gut und insbesondere effektiv durch den Einsatz der Abgasklappe realisiert werden. Zur Erhöhung der Abgastemperatur wird die Abgasklappe beispielsweise aus der Freigabestellung in eine davon unterschiedliche Stellung bewegt, in welcher die Abgasklappe den Strömungsquerschnitt gegenüber der Freigabestellung stärker versperrt. Dabei kann die Verbrennungskraftmaschine jedoch nahe ihrer motorischen beziehungsweise haltbarkeitsrelevanten Grenzwerte, insbesondere hinsichtlich des Verbrennungsluftverhältnisses, der Abgastemperatur und des Abgasgegendrucks betrieben werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht dabei die Realisierung eines Regelkonzepts, welches die Einhaltung der motorischen Grenzwerte bei variablen Umgebungsbedingungen, Bauteiltoleranzen und gewissen Defekten, insbesondere bei Undichtigkeiten einer Aufladung, ermöglicht, wobei gleichzeitig eine besonders effektive und effiziente Temperaturerhöhung des Abgases darstellbar ist.The invention is based in particular on the following finding: In low-load cycles, which occur, for example, in city traffic, it may be necessary to increase the temperature of the exhaust gas to a particularly advantageous function of arranged in the exhaust tract exhaust aftertreatment device, in particular with respect to a conversion and a Regeneration, ensure. Such an increase in the exhaust gas temperature can be realized particularly well and in particular effectively by the use of the exhaust gas flap. To increase the exhaust gas temperature, the exhaust flap is moved, for example, from the release position to a different position in which the exhaust flap obstructs the flow cross section with respect to the release position stronger. In this case, however, the internal combustion engine can be operated close to its engine or durability-relevant limit values, in particular with regard to the combustion air ratio, the exhaust-gas temperature and the exhaust-gas backpressure. In this case, the method according to the invention makes it possible to realize a control concept which ensures compliance with the motor limit values under variable environmental conditions, component tolerances and certain defects, in particular in the case of leaks a charge, while allowing a particularly effective and efficient increase in temperature of the exhaust gas can be displayed.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es dabei, den Strömungsquerschnitt beziehungsweise den Abgastrakt mittels der Abgasklappe so stark wie möglich zu versperren, jedoch so weit wie möglich freizugeben, sodass einerseits eine besonders vorteilhafte und insbesondere effektive und effiziente Temperaturerhöhung des Abgases bewirkbar ist und andererseits ein unerwünschter und beispielsweise übermäßig belastender Betrieb der Verbrennungskraftmaschine vermieden werden kann. Insbesondere ist es mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, die Abgasklappe besonders vorteilhaft ohne den Einsatz eines sogenannten P4-Sensors oder eines anderen Sensors (z. B. T4-Sensor) zu bewegen. Unter einem solchen P4-Sensor ist ein Drucksensor zu verstehen, welcher in Strömungsrichtung des Abgases durch den Abgastrakt stromauf der Abgasklappe angeordnet und zum Erfassen eines stromauf der Abgasklappe herrschenden Drucks ausgebildet ist. Da mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens die Abgasklappe ohne einen solchen P4-Sensor bewegt werden kann, können die Teileanzahl und somit das Gewicht und die Kosten der Verbrennungskraftmaschine gering gehalten werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht ferner die Realisierung einer einfachen und robusten Lösung, sodass der Entwicklungs- und Herstellungsaufwand gering gehalten werden kann. Darüber hinaus ist die Berücksichtigung unterschiedlicher Grenzwerte möglich, wobei es sich bei diesen Grenzwerten um sensorbasierte oder aber um modellbasierte Grenzwerte handeln kann.The method according to the invention makes it possible to obstruct the flow cross section or the exhaust tract by means of the exhaust flap as much as possible, but to release as much as possible, so that on the one hand a particularly advantageous and in particular effective and efficient temperature increase of the exhaust gas is effected and on the other hand an undesirable and, for example Overly stressful operation of the internal combustion engine can be avoided. In particular, it is possible by means of the method according to the invention to move the exhaust flap particularly advantageously without the use of a so-called P4 sensor or another sensor (eg T4 sensor). Such a P4 sensor is to be understood as meaning a pressure sensor which is arranged upstream of the exhaust gas flap in the flow direction of the exhaust gas through the exhaust gas tract and is designed to detect a pressure prevailing upstream of the exhaust gas valve. Since the exhaust valve without such a P4 sensor can be moved by means of the method according to the invention, the number of parts and thus the weight and the cost of the internal combustion engine can be kept low. The inventive method also allows the realization of a simple and robust solution, so that the development and production costs can be kept low. In addition, the consideration of different limit values is possible, whereby these limit values can be sensor-based or model-based limit values.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the figure description and / or alone in the single figure can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or alone, without the frame to leave the invention.

Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. ein Flussdiagramm zum veranschaulichen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben einer in einem Abgastrakt einer Verbrennungskraftmaschine angeordneten Abgasklappe.The drawing shows in the single FIGURE a flowchart for illustrating a method according to the invention for operating an exhaust gas flap arranged in an exhaust tract of an internal combustion engine.

Die einzige Fig. zeigt ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Betreiben einer in einem Abgastrakt einer Verbrennungskraftmaschine angeordneten Abgasklappe. Die Verbrennungskraftmaschine ist beispielsweise Bestandteil eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs vorzugsweise in Form eines Nutzfahrzeugs. Während ihres gefeuerten Betriebs laufen in wenigstens einem als Zylinder ausgebildeten Brennraum der Verbrennungskraftmaschine Verbrennungsvorgänge ab, in deren Rahmen jeweilige Kraftstoff-Luft-Gemische verbrannt werden. Daraus resultiert Abgas der Verbrennungskraftmaschine, wobei das Abgas aus dem Brennraum aus- und in den Abgastrakt einströmen kann. Somit wird das Abgas mittels des Abgastrakts von dem Brennraum abgeführt.The sole FIGURE is a flow chart illustrating a method of operating an exhaust valve disposed in an exhaust tract of an internal combustion engine. The internal combustion engine is for example part of a drive train of a motor vehicle, preferably in the form of a commercial vehicle. During their fired operation, combustion processes take place in at least one combustion chamber of the internal combustion engine designed as a cylinder, in the context of which respective fuel-air mixtures are burned. This results in exhaust gas of the internal combustion engine, wherein the exhaust gas from the combustion chamber off and can flow into the exhaust tract. Thus, the exhaust gas is removed by means of the exhaust tract of the combustion chamber.

Der Abgasklappe ist beispielsweise ein Aktor zugeordnet, welcher auch als Stellglied bezeichnet wird. Mittels des Aktors ist die Abgasklappe, welche auch als Bremsklappe (BK) bezeichnet wird, zwischen unterschiedlichen Stellungen bewegbar. Beispielsweise ist der Aktor als elektrisch betreibbarer Aktor ausgebildet. Dieser Aktor ist in der Fig. durch einen Block 10 veranschaulicht. Durch einen Block 12 ist die Verbrennungskraftmaschine oder ein Modell dieser veranschaulicht.The exhaust valve, for example, associated with an actuator, which is also referred to as an actuator. By means of the actuator, the exhaust valve, which is also referred to as a brake flap (BK), movable between different positions. For example, the actuator is designed as an electrically operable actuator. This actuator is shown in the figure by a block 10 illustrated. Through a block 12 is the internal combustion engine or a model of this illustrated.

Die Verbrennungskraftmaschine umfasst ferner eine elektronische Recheneinrichtung, welche auch als Steuergerät (ECU) bezeichnet wird. Dabei ist in der Fig. der in dem Steuergerät realisierte Teil mit 14 bezeichnet.The internal combustion engine further comprises an electronic computing device, which is also referred to as a control unit (ECU). In this case, in the Fig. Implemented in the control unit part with 14 designated.

Aus der Fig. ist erkennbar, dass das Steuergerät den Aktor ansteuern kann, wodurch infolge dieser Ansteuerung die Abgasklappe über den Aktor mittels der elektronischen Recheneinrichtung bewegt beziehungsweise verstellt wird. Die Verbrennungskraftmaschine umfasst auch wenigstens einen Abgasturbolader, welcher eine in dem Abgastrakt angeordnete und von dem Abgas antreibbare Turbine aufweist.From the Fig. It can be seen that the control unit can control the actuator, which as a result of this control, the exhaust valve is moved or adjusted via the actuator by means of the electronic computing device. The internal combustion engine also comprises at least one exhaust-gas turbocharger, which has a turbine arranged in the exhaust-gas tract and drivable by the exhaust-gas.

Dabei ist die Abgasklappe in Strömungsrichtung des Abgases durch den Abgastrakt stromab beziehungsweise nach der Turbine angeordnet.In this case, the exhaust valve is arranged in the flow direction of the exhaust gas through the exhaust tract downstream or downstream of the turbine.

Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, wird die Abgasklappe im Rahmen des Verfahrens mittels der elektronischen Recheneinrichtung über den Aktor aus einer einen von dem Abgas durchströmbaren Strömungsquerschnitt des Abgastrakts zumindest teilweise freigebenden Offenstellung in eine demgegenüber andere, von der Freigabestellung unterschiedliche Stellung bewegt. In der Freigabestellung gibt die Abgasklappe zumindest einen Teilbereich des Strömungsquerschnitts frei, sodass das Abgas durch den freigebenden Strömungsquerschnitt hindurchströmen kann. In der von der Freigabestellung unterschiedlichen Stellung versperrt die Abgasklappe den Strömungsquerschnitt stärker als in der Freigabestellung, wobei die Abgasklappe beispielsweise in der von der Freigabestellung unterschiedlichen Stellung den Teilbereich des Strömungsquerschnitts fluidisch versperrt. Dadurch kann das Abgas nicht durch den versperrten Teilbereich hindurchströmen.As will be explained in more detail below, the exhaust flap is moved in the context of the method by means of the electronic computing device via the actuator from a flowing through the exhaust gas flow cross section of the exhaust tract at least partially releasing open position in a contrast, different from the release position. In the release position, the exhaust flap releases at least a portion of the flow cross section, so that the exhaust gas can flow through the releasing flow cross section. In the position different from the release position, the exhaust flap obstructs the flow cross section more than in the release position, wherein the exhaust flap, for example, in the of the release position different position fluidly blocks the portion of the flow cross-section. As a result, the exhaust gas can not flow through the obstructed portion.

Durch dieses Bewegen der Abgasklappe aus der Freigabestellung in die von der Freigabestellung unterschiedliche Stellung kann beispielsweise die Temperatur des Abgases effektiv und effizient erhöht werden, sodass beispielsweise eine vorteilhafte Funktion einer in dem Abgastrakt angeordneten Abgasnachbehandlungseinrichtung zum Nachbehandeln des Abgases sichergestellt werden kann.By moving the exhaust flap from the release position to the position different from the release position, for example, the temperature of the exhaust gas can be effectively and efficiently increased, so that, for example, an advantageous function of an exhaust gas after-treatment device arranged in the exhaust tract can be ensured for after-treatment of the exhaust gas.

Um nun einen besonders vorteilhaften Betrieb der Abgasklappe zu realisieren und dabei die Abgasklappe besonders vorteilhaft bewegen beziehungsweise verstellen zu können, umfasst das Verfahren einen ersten Schritt, bei welchem mittels der elektronischen Recheneinrichtung eine Abgasklappenanforderung 16 empfangen wird. Beispielsweise umfasst die elektronische Recheneinrichtung 12 ein Auswahlglied 18, welches die Abgasklappenanforderung 16 empfängt. Dabei umfasst die Abgasklappenanforderung 16 wenigstens einen Anforderungswert als ersten Wert, der eine von der Freigabestellung unterschiedliche, den Strömungsquerschnitt gegenüber der Freigabestellung stärker versperrende Stellung der Abgasklappe charakterisiert. Diese, durch den Anforderungswert charakterisierte Stellung wird beispielsweise auch als erste Stellung bezeichnet. Der Anforderungswert charakterisiert somit beispielsweise eine Sollposition und eine Sollstellung der Abgasklappe, wobei diese Sollposition beziehungsweise Sollstellung auch als BK-Soll bezeichnet wird. Der Anforderungswert liegt beispielsweise in einem Bereich, welcher sich von einschließlich 0 Prozent bis einschließlich 100 Prozent erstreckt. Der Wert 100 Prozent charakterisiert beispielsweise eine Schließstellung der Abgasklappe, wobei der Strömungsquerschnitt in der Schließstellung mittels der Abgasklappe maximal versperrt. Dabei ist es beispielsweise vorgesehen, dass es selbst in der geschlossenen Position (Schließstellung) noch einen Durchfluss (Lekagebohrungen zur Absicherung des Bremsbetriebs) an Abgas gibt. Der Wert 0 Prozent charakterisiert beispielsweise die zuvor genannte Freigabestellung, welche auch als Offenstellung bezeichnet wird, in welcher die Abgasklappe den Strömungsquerschnitt beispielsweise maximal freigibt.In order to realize a particularly advantageous operation of the exhaust valve and thereby move or adjust the exhaust flap particularly advantageous, the method comprises a first step, wherein by means of the electronic computing device, an exhaust valve request 16 Will be received. For example, the electronic computing device includes 12 a selector 18 which the exhaust flap requirement 16 receives. This includes the exhaust flap request 16 at least one requirement value as the first value, which characterizes a different position of the exhaust gas flap from the release position, the flow cross-section with respect to the release position more obstructing. This position characterized by the requirement value is for example also referred to as the first position. The requirement value thus characterizes, for example, a setpoint position and a setpoint position of the exhaust-gas flap, this setpoint position or setpoint position also being designated as a BK-setpoint. For example, the request value is in a range that extends from 0 percent to 100 percent inclusive. The value 100 percent characterizes, for example, a closed position of the exhaust flap, wherein the flow cross-section in the closed position blocked by the exhaust flap maximum. It is provided, for example, that there is still a flow (Lekagebohrungen to secure the braking operation) to exhaust even in the closed position (closed position). The value 0 percent characterizes, for example, the previously mentioned release position, which is also referred to as open position, in which the exhaust flap, for example, maximally releases the flow cross-section.

Die Abgasklappenanforderung 16 stammt beispielsweise von einem Anforderungsglied 20, welches Bestandteil der elektronischen Recheneinrichtung sein kann. Beispielsweise stammt die Abgasklappenanforderung 16 aus beziehungsweise von einem Kennfeld, einer Vorsteuerung, einer Temperaturregelung und/oder einer Adaption und/oder hängt von einem Druck P4 ab. Der Druck P4 ist ein Druck, den das den Abgastrakt durchströmende Abgas stromauf der Abgasklappe aufweist. Mit anderen Worten weist das Abgas den Druck P4 bezogen auf die Strömungsrichtung durch den Abgastrakt stromauf der Abgasklappe aber stromabwärts des Abgasturboladers beziehungsweise der Turbine auf.The exhaust flap requirement 16 comes, for example, from a requester 20 which may be part of the electronic computing device. For example, the exhaust flap request originates 16 from or from a map, a pilot control, a temperature control and / or an adaptation and / or depends on a pressure P4. The pressure P4 is a pressure which the exhaust gas flowing through the exhaust gas upstream of the exhaust valve has. In other words, the exhaust gas has the pressure P4 with respect to the flow direction through the exhaust tract upstream of the exhaust gas flap but downstream of the exhaust gas turbocharger or the turbine.

Das Verfahren umfasst einen zweiten Schritt, bei welchem mittels wenigstens eines durch einen Block 22 veranschaulichten ersten Begrenzungsreglers der elektronischen Recheneinrichtung wenigstens ein Grenzwert 24 als zweiter Wert ermittelt wird, der eine von der Freigabestellung unterschiedliche, den Strömungsquerschnitt gegenüber der Freigabestellung stärker versperrende Stellung der Abgasklappe charakterisiert. Diese durch den Grenzwert (zweiter Wert) charakterisierende Stellung wird beispielsweise auch als zweite Stellung bezeichnet, um die durch den Grenzwert charakterisierende, zweite Stellung begrifflich eindeutig von der durch den Anforderungswert charakterisierten ersten Stellung unterscheiden zu können.The method comprises a second step, wherein by means of at least one block 22 illustrated first limit controller of the electronic computing device at least one threshold 24 is determined as the second value, which characterizes a different from the release position, the flow cross section with respect to the release position more obstructing position of the exhaust valve. This position characterized by the limit value (second value) is also referred to, for example, as the second position in order to be able to clearly distinguish conceptually the second position characterizing the limit value from the first position characterized by the requirement value.

Aus der Fig. ist erkennbar, dass der Grenzwert 24 und der Anforderungswert der Abgasklappenanforderung 16 dem Auswahlglied 18 zugeführt werden. Bei einem dritten Schritt des Verfahrens wird mittels des Auswahlglieds 18 der kleinere der Werte ausgewählt. Mit anderen Worten werden die Werte (Grenzwert 24 und Anforderungswert) mittels des Auswahlglieds 18 verglichen. Ist einer der Werte kleiner beziehungsweise geringer als der andere Wert, wird der kleinere Wert ausgewählt und als Soll-Wert dem Aktor 10 zugeführt. Dann wird bei einem vierten Schritt des Verfahrens die Abgasklappe mittels des Aktors aus der Freigabestellung in die durch den ausgewählten Wert und somit durch den Soll-Wert charakterisierte Stellung bewegt. Dabei charakterisiert der kleinere Wert diejenige der Stellungen, in der der Strömungsquerschnitt geringer als in der entsprechend anderen Stellung versperrt ist;From the Fig. It can be seen that the limit 24 and the request value of the exhaust valve request 16 the selector 18 be supplied. In a third step of the method is by means of the selector 18 the smaller of the values selected. In other words, the values (limit 24 and request value) by means of the selector 18 compared. If one of the values is lower or lower than the other value, the smaller value is selected and the target value is the actuator 10 fed. Then, in a fourth step of the method, the exhaust flap is moved by means of the actuator from the release position into the position characterized by the selected value and thus by the desired value. In this case, the smaller value characterizes that of the positions in which the flow cross section is blocked less than in the corresponding other position;

Beim Grenzwert handelt es sich typischerweise um ein Signal für das Luftverhältnis (λ), die Abgastemperatur vor Turbine (T3) oder den Abgasdruck vor Turbine (P3). Auch andere Signale sind theoretisch denkbar. Mit dem Verfahren ist die Berücksichtigung verschiedener Signale bzw. Grenzwerte möglich: Für jeden Grenzwert kann ein separater Begrenzungsregler programmiert werden; die Ausgangssignale der Regler gehen dann alle entsprechend in das eine die Minimalauswahl darstellende Auswahlglied 18 ein. In der Fig. ist dabei ein durch einen Block 26 veranschaulichter zweiter Begrenzungsregler gezeigt, dessen zweiter Grenzwert als dritter Wert dem Auswahlglied zugeführt wird, sodass dieses den kleinsten der Werte auswählt. In der Folge wird die zu dem ausgewählten, kleinsten Wert gehörende Stellung der Abgasklappe eingestellt.The limit value is typically a signal for the air ratio (λ), the exhaust gas temperature upstream of the turbine (T3) or the exhaust gas pressure upstream of the turbine (P3). Other signals are theoretically conceivable. The method allows the consideration of different signals or limit values: For each limit value, a separate limit controller can be programmed; the output signals of the controller then all go accordingly into one of the minimum selection representing selector 18 one. In the figure is a through a block 26 illustrated second limiting controller whose second limit value is supplied as a third value to the selector, so that this selects the smallest of the values. As a result, the exhaust valve position associated with the selected minimum value is adjusted.

Aus dem Bewegen beziehungsweise Verstellen oder Einstellen der Abgasklappe resultieren Ist-Werte 28, 30, wobei der Ist-Wert 30 beispielsweise ein T3-Ist-Wert, oder ein T3-Ist-Wert ist, und wobei der Ist-Wert 28 beispielsweise ein λ-Ist-Wert ist. Der P3-Ist-Wert wird in der Fig. als P3-Ist bezeichnet und ist ein Wert eines Drucks P3 des Abgases am Eintritt zur Turbine. Der T3-Ist-Wert ist ein Wert der Temperatur T3 des Abgases am Eintritt zur Turbine. Ferner ist der λ-Ist-Wert ein Wert für das Verbrennungsluftverhältnis λ. Moving or adjusting or adjusting the exhaust flap results in actual values 28 . 30 , where the actual value 30 for example, a T3 actual value, or a T3 actual value, and where the actual value 28 for example, a λ actual value. The P3 actual value is referred to as P3-Ist in the figure and is a value of a pressure P3 of the exhaust gas at the entrance to the turbine. The T3 actual value is a value of the temperature T3 of the exhaust gas at the entrance to the turbine. Further, the λ actual value is a value for the combustion air ratio λ.

Die Ist-Werte 28 und 30 werden rückgeführt und von Grenzwerten 32 und 34 subtrahiert, wodurch eine Differenz zwischen den Ist-Werten 28 und 30 und den Grenzwerten 32 und 34 gebildet wird. Bei den Grenzwerten 32 und 34 handelt es sich um einen P3-Maximal-Wert, um einen T3-Maximal-Wert und um einen λ-Minimal-Wert, wobei der P3-Maximal-Wert mit P3-max bezeichnet ist und einen Maximalwert für den Druck P3 darstellt. Der T3-Maximal-Wert ist in der Fig. mit T3-max bezeichnet und stellt einen Maximalwert für die Temperatur T3 dar. Ferner ist der λ-Minimal-Wert in der Fig. mit λ-min bezeichnet und stellt einen Minimalwert für das Verbrennungsluftverhältnis λ dar. Weitere Grenzwerte und Begrenzungsregler sind möglich. Die durch die Subtraktion gebildete Differenz wird dem jeweiligen Begrenzungsregler zugeführt, welcher beispielsweise ein PI-Glied mit einer Integratorbegrenzungsfunktion umfasst. Dabei bezeichnet 36 beziehungsweise 38 ein jeweiliges Signal, welches für die Integratorbegrenzung genutzt wird. Der jeweilige Begrenzungsregler ermittelt in Abhängigkeit von der dem jeweiligen Begrenzungsregler zugeführten Differenz seinen jeweiligen Grenzwert. Ferner ist in der Fig. durch einen Doppelpfeil 40 ein Signal veranschaulicht, das einem übergeordneten Regler zur Verfügung gestellt werden kann.The actual values 28 and 30 are returned and from limits 32 and 34 subtracting, creating a difference between the actual values 28 and 30 and the limits 32 and 34 is formed. At the limits 32 and 34 it is a P3 maximum value, a T3 maximum value and a λ minimum value, the P3 maximum value being P3-max and a maximum value for the pressure P3. The T3 maximum value is denoted by T3-max in the figure and represents a maximum value for the temperature T3. Further, the λ minimum value in the figure is denoted by λ-min and represents a minimum value for the combustion air ratio λ. Further limit values and limit controllers are possible. The difference formed by the subtraction is supplied to the respective limiting controller, which comprises, for example, a PI element with an integrator limiting function. This designates 36 respectively 38 a respective signal, which is used for the Integratorbegrenzung. The respective limit controller determines its respective limit value as a function of the difference supplied to the respective limit controller. Furthermore, in the figure by a double arrow 40 illustrates a signal that can be provided to a higher level controller.

Der Anforderungswert beziehungsweise die Abgasklappenanforderung 16 stammt beispielsweise von einer Anforderungsfunktion, die die Wunschposition der Abgasklappe definiert. Diese Anforderungsfunktionen kann sehr aggressiv und somit nahe an Grenzwerten der Verbrennungskraftmaschine ausgelegt werden. Dadurch kann die Temperatur des Abgases effektiv und deutlich erhöht werden. Der Anforderungswert stellt somit beispielsweise eine Wunschposition der Abgasklappe dar beziehungsweise definiert eine solche Wunschposition.The request value or the exhaust gas flap request 16 For example, comes from a request function that defines the desired position of the exhaust flap. These request functions can be designed very aggressively and thus close to limit values of the internal combustion engine. Thereby, the temperature of the exhaust gas can be effectively and significantly increased. The request value thus represents, for example, a desired position of the exhaust flap or defines such a desired position.

Mittels des Begrenzungsreglers wird eine Schutzfunktion realisiert, durch welche eine Absicherung der gegebenenfalls aggressiv ausgelegten Anforderungsfunktion erfolgt. Hierzu ist der überlagerte Begrenzungsregler vorgesehen, welcher beispielsweise bei einer Grenzwertüberschreitung die ursprüngliche Wunschposition (Anforderungswert) geregelt begrenzt, vorzugsweise über einen beispielsweise als PI-Regler ausgebildeten Regler mit Integratorrückführung und über eine Minimumsauswahl, in deren Rahmen – wie zuvor beschrieben – der kleiner der Werte ausgewählt wird. Die genannte Integratorrückführung ist in der Fig. durch die Signale 36 und 38 veranschaulicht, sodass eine Integrator-Begrenzung hinsichtlich der Stellung der Bremsklappe realisiert ist. Dabei ist der PI-Regler mit einer Integratorbegrenzungsfunktion (Antiwindup structure) ausgestattet. Hierzu wird das jeweilige Signal 36 beziehungsweise 38 genutzt.By means of the limiting controller, a protective function is realized, by means of which a protection of the optionally aggressively designed request function takes place. For this purpose, the superimposed limiting controller is provided which, for example, limits the original desired position (request value) when the limit value is exceeded, preferably via a controller with integrator feedback, for example designed as a PI controller, and via a minimum selection, within the scope of which - as described above - the smaller of the values is selected. The said integrator feedback is shown in the Fig. By the signals 36 and 38 illustrates, so that an integrator limitation is realized with respect to the position of the brake flap. The PI controller is equipped with an integrator limiting function (anti-windup structure). For this purpose, the respective signal 36 respectively 38 used.

Der jeweilige Grenzwert des jeweiligen Begrenzungsreglers ist beispielsweise ein sensorbasierter oder aber modellbasierter Grenzwert. Mit anderen Worten wird der jeweilige Grenzwert mittels des jeweiligen Begrenzungsreglers beispielsweise in Abhängigkeit von wenigstens einem Parameter ermittelt, welcher beispielsweise mittels wenigstens eines Sensors erfasst und/oder mittels wenigstens eines Modells berechnet wird.The respective limit value of the respective limit controller is, for example, a sensor-based or model-based limit value. In other words, the respective limit value is determined by means of the respective limit controller, for example as a function of at least one parameter, which is detected, for example, by means of at least one sensor and / or calculated by means of at least one model.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Blockblock
1212: Blockblock
1414: Teilpart
1616: AbgasklappenanforderungExhaust flaps requirement
1818: Auswahlgliedselector
2020: Anforderungsgliedrequest link
2222: Blockblock
2424: Grenzwertlimit
2626: Blockblock
2828: Ist-WertActual value
3030: Ist-WertActual value
3232: Grenzwertlimit
3434: Grenzwertlimit
3636: Signalsignal
3838: Signalsignal
4040: Doppelpfeildouble arrow

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102012012875 A1 [0002]

Claims

Method for operating an exhaust gas flap arranged in an exhaust gas tract of an internal combustion engine, in which the exhaust gas flap is controlled by means of an electronic computer ( 12 ) of the internal combustion engine is moved from a flow area of the exhaust tract through which the exhaust gas can flow at least partially releasing the release position, characterized by the steps: - by means of the electronic computing device ( 12 ): Receiving an exhaust flap request ( 14 ), which comprises a requirement value as the first value, which characterizes a position of the exhaust gas flap which differs from the release position and which blocks the flow cross section from the release position; - By means of a limit controller ( 20 ) of the electronic computing device ( 12 ): Determining at least one limit value ( 22 ) as a second value which characterizes a position of the exhaust gas flap which differs from the release position and which more strongly blocks the flow cross-section with respect to the release position; - selecting the smaller of the values, the smaller value characterizing that of the positions in which the flow area is blocked less than in the corresponding other position; - Moving the exhaust flap from the release position in the characterized by the selected value position.

Method according to Claim 1, characterized in that the limiting controller ( 20 ) a PI controller ( 28 ).

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the limit value ( 22 ) by means of the limiting controller ( 20 ) is determined as a function of at least one parameter.

A method according to claim 3, characterized in that the parameter is detected by means of a sensor.

A method according to claim 3 or 4, characterized in that the parameter is calculated by means of a model.