DE102016111298A1 - Steuern eines Soll-Ladedrucks für einen Turbolader - Google Patents

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Abstract

Ein Turbolader wird mittels Abgas eines Verbrennungsmotors angetrieben. Ein Verfahren zum Steuern eines Soll-Ladedrucks des Turboladers umfasst Schritte des Bestimmens eines füllungsbasierten Soll-Ladedrucks auf der Basis einer Füllung des Verbrennungsmotors; des Abtastens eines Ist-Ladedrucks; des Bestimmens eines mitgeführten Ist-Ladedrucks auf der Basis des Ist-Ladedrucks; des Bestimmens eines Offset auf der Basis des füllungsbasierten Soll-Ladedrucks; und des Steuerns des Soll-Ladedrucks mittels eines Zeitglieds erster Ordnung auf den füllungsbasierten Soll-Ladedruck, falls der mitgeführte Ist-Ladedruck einen Wert übersteigt, der um den Offset kleiner als der Soll-Ladedruck ist.

Description

  • Ein Kraftfahrzeug umfasst einen Antriebsstrang mit einem Verbrennungsmotor. Der Verbrennungsmotor ist mit einem Turbolader ausgestattet, der eine Abgasturbine und einen Verdichter umfasst. Die Abgasturbine wird aus einem Strom von Abgas aus dem Verbrennungsmotor angetrieben und treibt ihrerseits den Verdichter an, der Frischluft für den Verbrennungsmotor komprimiert. Der dabei erzielte Druck der Frischluft wird Ladedruck genannt. Der Ladedruck kann beispielsweise gesteuert werden, indem eine variable Turbinengeometrie des Turboladers entsprechend verstellt wird. Andere Möglichkeiten der Anpassung des Ladedrucks umfassen das Abblasen überschüssiger komprimierter Luft auf der Verdichterseite oder das Vorbeileiten eines Teils des Abgasstroms an der Abgasturbine.
  • Insbesondere bei Einsatz des Antriebsstrangs in einem Kraftfahrzeug können rasche oder häufige Lastwechsel des Verbrennungsmotors erforderlich sein. Dabei werden unterschiedliche Parameter des Verbrennungsmotors geändert, von denen einer der Ladedruck ist. Für einen harmonischen Zugkraftaufbau ist hauptausschlaggebend, dass der Ist-Ladedruck des Turboladers möglichst rasch und ohne Überschwingen einem vorgegebenen Soll-Ladedruck folgt. Zu diesem Zweck wurden bislang teilweise aufwendige Proportional-Integral-Differential-Regler (PID-Regler) verwendet, deren Parameter aufwendig geändert wurden.
  • DE 10 2011 006 227 A1 betrifft eine Technik zur Vorsteuerung eines Reglers. Dabei wird die Zielgröße in aufeinander folgenden Phasen sprungartig verändert.
  • DE 197 51 977 A1 schlägt vor, eine Turbinengeometrie an einem Turbolader in Abhängigkeit der Summe eines vorgegebenen Werts und eines Vorsteuerungswerts zu verstellen.
  • DE 10 2007 050 026 A1 betrifft die Bestimmung eines Fehlers bei der Regelung eines Werts auf einen vorbestimmten Wert.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Technik zur Steuerung eines Soll-Ladedrucks für einen Turbolader anzugeben. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
  • Ein Turbolader wird mittels Abgas eines Verbrennungsmotors angetrieben. Ein Verfahren zum Steuern eines Soll-Ladedrucks des Turboladers umfasst Schritte des Bestimmens eines füllungsbasierten Soll-Ladedrucks auf der Basis einer Füllung des Verbrennungsmotors; des Abtastens eines Ist-Ladedrucks; des Bestimmens eines mitgeführten Ist-Ladedrucks auf der Basis des Ist-Ladedrucks; des Bestimmens eines Offset auf der Basis des füllungsbasierten Soll-Ladedrucks; und des Steuerns des Soll-Ladedrucks mittels eines Zeitglieds erster Ordnung auf den füllungsbasierten Soll-Ladedruck, falls der mitgeführte Ist-Ladedruck einen Wert übersteigt, der um den Offset kleiner als der füllungsbasierte Soll-Ladedruck ist.
  • Anders ausgedrückt wird der Soll-Ladedruck einer Steuerung oder Regelung des Ladedrucks des Turboladers derart angepasst, dass ein Überschießen des Ist-Ladedrucks über den Soll-Ladedruck verhindert wird. Dazu wird bei stark ansteigendem Ist-Ladedruck der Soll-Ladedruck temporär abgesenkt, um den Unterschied zwischen den beiden Größen zu verringern. Das temporäre Absenken des Soll-Ladedrucks erfolgt bevorzugt mittels eines Offset.
  • Das Verfahren kann zwischen einer Steuereinrichtung, die auf der Basis einer Füllung des Verbrennungsmotors den füllungsbasierten Soll-Ladedruck bestimmt, und einer Steuerung oder Regelung des Ladedrucks auf den bestimmten Soll-Ladedruck eingesetzt werden. Dazu kann alternativ die erstgenannte oder die letztgenannte Komponente entsprechend angepasst werden. In einer Ausführungsform können auch die Bestimmung des füllungsbasierten Soll-Ladedrucks, das beschriebene Verfahren und die Steuerung oder Regelung des Ladedrucks in einem gemeinsamen Verfahren durchgeführt werden.
  • Der Offset bestimmt den Unterschied zwischen dem füllungsbasierten Soll-Ladedruck und dem mitgeführten Ist-Ladedruck, der mindestens erreicht sein muss, um die beschriebene temporäre Absenkung des Soll-Ladedrucks zu bewirken. Es ist bevorzugt, dass der Offset auf der Basis des füllungsbasierten Soll-Ladedrucks und einer Drehzahl des Verbrennungsmotors bestimmt wird. So können insbesondere nichtlineare Zusammenhänge zwischen der Drehzahl des Verbrennungsmotors und dem Ladedruck des Turboladers verbessert moduliert werden.
  • Dabei kann der Offset insbesondere mittels eines ersten Kennfelds bestimmt werden. Das Kennfeld ist dabei über die Drehzahl des Verbrennungsmotors und den füllungsbasierten Soll-Ladedruck aufgespannt.
  • Der mitgeführte Ist-Ladedruck wird bevorzugt auf der Basis der Summe des Ist-Ladedrucks und eines definierten Wertes bestimmt, der auf der Basis des füllungsbasierten Soll-Ladedrucks und des Ist-Ladedrucks bestimmt wird. Der bestimmte mitgeführte Ist-Ladedruck kann leicht zu bestimmen sein und die tatsächlich herrschenden Verhältnisse am Turbolader verbessert reflektieren.
  • Der definierte Wert kann insbesondere auf der Basis von Gradienten des füllungsbasierten Soll-Ladedrucks und des Ist-Ladedrucks bestimmt werden. Durch das Betrachten der Gradienten wird die Veränderung des jeweiligen Parameters nach der Zeit in die Bestimmung mit einbezogen. Die Gradienten können jeweils durch ein Ableiten des betroffenen Parameters nach der Zeit bestimmt werden. Durch das Verwenden der zeitlich abgeleiteten Parameter kann die Dynamik des Turboladers verbessert moduliert werden.
  • Es ist besonders bevorzugt, dass der definierte Wert mittels eines zweiten Kennfelds bestimmt wird. Das zweite Kennfeld ist dabei zwischen einem Gradienten des füllungsbasierten Soll-Ladedrucks und dem Gradienten des Ist-Ladedrucks aufgespannt.
  • Eine Zeitkonstante des Zeitglieds erster Ordnung kann in einer ersten Ausführungsform fix gewählt werden oder in einer weiteren Ausführungsform auf der Basis des füllungsbasierten Soll-Ladedrucks und des Ist-Ladedrucks dynamisch bestimmt werden. Das Anschmiegen des Soll-Ladedrucks an den füllungsbasierten Soll-Ladedruck über die Zeit kann dadurch verbessert gesteuert werden. Letztlich kann der Ist-Ladedruck verbessert rasch und ohne Überschwingen an den füllungsbasierten Soll-Ladedruck angenähert werden.
  • Die Zeitkonstante kann auf der Basis von Gradienten des füllungsbasierten Soll-Ladedrucks und des Ist-Ladedrucks bestimmt werden. Dabei kann vorgegangen werden wie bei der Bestimmung des oben genannten Werts mittels des zweiten Kennfelds. Insbesondere kann die Zeitkonstante mittels eines dritten Kennfelds bestimmt werden. In einer Ausführungsform sind das zweite und das dritte Kennfeld miteinander integriert ausgeführt und stellen zwei Parameter bereit, nämlich den obengenannten Wert und die beschriebene Zeitkonstante.
  • Eine Vorrichtung zur Steuerung eines Soll-Ladedrucks für einen Turbolader, der mittels Abgas eines Verbrennungsmotors angetrieben wird, umfasst eine erste Schnittstelle zur Bestimmung eines füllungsbasierten Soll-Ladedrucks; eine zweite Schnittstelle zur Abtastung eines Ist-Ladedrucks; und eine Verarbeitungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, einen mitgeführten Ist-Ladedruck auf der Basis des Ist-Ladedrucks zu bestimmen; einen Offset auf der Basis des füllungsbasierten Soll-Ladedrucks zu bestimmen; und den Soll-Ladedruck mittels eines Zeitglieds erster Ordnung auf den füllungsbasierten Soll-Ladedruck zu steuern, falls der mitgeführte Ist-Ladedruck einen Wert übersteigt, der um den Offset kleiner als der Soll-Ladedruck ist. Insbesondere kann die Vorrichtung dazu eingerichtet sein, das oben beschriebene Verfahren durchzuführen. Die Vorrichtung kann an einem Verbrennungsmotor mit Turbolader eingesetzt werden und mit einer Steuervorrichtung für den Verbrennungsmotor oder einer Steuervorrichtung für den Turbolader integriert werden. Die Verarbeitungseinrichtung der Vorrichtung kann insbesondere einen programmierbaren Mikrocomputer oder Mikrocontroller umfassen.
  • Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, wobei
  • 1 einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug;
  • 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines Soll-Ladedrucks eines Turboladers des Antriebsstrangs von 1;
  • 3 eine Veranschaulichung des Verfahrens von 2; und
  • 4 Soll- und Ist-Ladedrücke an einem Turbolader bei konventioneller Steuerung;
  • 5 Soll- und Ist-Ladedrücke an einem Turbolader bei Steuerung mittels des Verfahrens von 2
    darstellt.
  • 1 zeigt einen Antriebsstrang 100, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Der Antriebsstrang 100 umfasst einen Verbrennungsmotor 105, einen Turbolader 110 und optional noch weitere Elemente wie eine Kupplung, ein Getriebe oder ein Antriebsrad, die in 1 nicht dargestellt sind. Der Turbolader 110 umfasst eine Abgasturbine 115 und einen Verdichter 120, die üblicherweise mittels einer starren Welle miteinander gekoppelt sind. Mittels des Verdichters 120 wird Luft komprimiert und dem Verbrennungsmotor 105 zugeführt. Dort wird die Luft mit Kraftstoff vermischt und das Gemisch wird verbrannt. Das dabei entstehende Abgas wird der Abgasturbine 115 zugeführt, die den Verdichter 120 mechanisch antreibt.
  • Der Ladedruck, der durch den Turbolader 110 bereitgestellt wird, kann gesteuert werden. Die Steuerung kann beispielsweise durch Verstellung einer variablen Turbinengeometrie oder Verstellen eines Ventils erfolgen, das die Menge des durch die Abgasturbine 115 strömenden Abgases beeinflusst. Der einzustellende Soll-Ladedruck kann beispielsweise durch eine Motorsteuerung 125 bereitgestellt werden. Die Motorsteuerung 125 kann zusätzlich dazu eingerichtet sein, Parameter am Verbrennungsmotor 105 wie eine Temperatur, eine Luftmasse oder einen Lambdawert im Abgastrakt aufzunehmen und Aktoren am Verbrennungsmotor 105 zu steuern, die den Betriebszustand beeinflussen. Die Aktoren können insbesondere einen Kraftstoffinjektor, eine Ventilverstellung oder eine Zündung umfassen.
  • Der Ist-Ladedruck des Turboladers 110 kann mittels einer Vorrichtung 130 auf den bereitgestellten Soll-Ladedruck gesteuert bzw. geregelt werden. Die Vorrichtung 130 kann mit der Motorsteuerung 125 integriert ausgeführt sein. Es wird vorgeschlagen, den bereitgestellten Soll-Ladedruck unter bestimmten Umständen zu manipulieren, um einen verbesserten zeitlichen Verlauf des Ist-Ladedrucks bezüglich des Soll-Ladedrucks zu erzielen. Insbesondere soll der Ist-Ladedruck möglichst rasch an den Soll-Ladedruck angenähert werden, diesen nicht übersteigen und einen möglichst harmonischen Verlauf aufweisen. In der dargestellten Ausführungsform ist die Vorrichtung 130 integriert mit einer Steuerung des Turboladers 110 aufgebaut, in einer anderen Ausführungsform kann die Vorrichtung 130 jedoch auch separat von dieser aufgebaut werden.
  • Die Vorrichtung 130 kann mittels einer ersten Schnittstelle 135 beispielsweise mit der Motorsteuerung 125 verbunden sein, um den Soll-Ladedruck entgegenzunehmen. Eine zweite Schnittstelle 140 kann vorgesehen sein, um den Ist-Ladedruck des Turboladers 110 abzutasten. Die Beeinflussung des Turboladers 110 erfolgt in einer Ausführungsform über eine dritte Schnittstelle 145. Optional ist auch eine vierte Schnittstelle 150 vorgesehen, über die die Vorrichtung 130 mit einem Drehzahlsensor 155 oder einer anderen Komponente verbunden ist, die die Drehzahl 218 des Verbrennungsmotors 105 bereitstellt.
  • 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 zum Steuern des Soll-Ladedrucks des Turboladers 110. Das Verfahren 200 kann insbesondere auf der Vorrichtung 130 ablaufen, beispielsweise in Form eines Computerprogrammprodukts. Das Verfahren 200 ist dazu eingerichtet, auf der Basis eines füllungsbasierten Soll-Ladedrucks 205, der über die Schnittstelle 135 entgegengenommen werden kann, einen Soll-Ladedruck 210 bereitzustellen, der beispielsweise mittels eines P-Reglers, eines PI-Reglers, eines PID-Reglers oder eines anderen klassischen Reglers am Turbolader 110 eingestellt werden kann. Das Einstellen des Ist-Ladedrucks 215 am Turbolader 110 kann in einer weiteren Ausführungsform ebenfalls mittels des Verfahrens 200 durchgeführt werden. In einigen Ausführungsformen macht das Verfahren 200 auch Gebrauch von einer Drehzahl 218, die es insbesondere über die Schnittstelle 150 entgegennehmen kann.
  • Es wird vorgeschlagen, den füllungsbasierten Soll-Ladedruck 205 unter bestimmten Umständen mittels eines Offsets 250 und anschließendem Zeitglieds erster Ordnung (PT1) 220 anzupassen, um ein zu rasches Ansteigen und insbesondere ein Überschießen des Ist-Ladedrucks 215 über den füllungsbasierten Soll-Ladedruck 205 zu verhindern. Dazu wird der bereitgestellte Soll-Ladedruck 210 temporär abgesenkt, sodass er sich mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit an den füllungsbasierten Soll-Ladedruck 205 annähert.
  • Bevorzugt wird ein mitgeführter Ist-Ladedruck 225 bestimmt, der in einem Additionsglied 247 als Summe aus dem Ist-Ladedruck 215 und einem Wert 230 bestimmt werden kann. Der Wert 230 wird auf der Basis des füllungsbasierten Soll-Ladedrucks 205 und des Ist-Ladedrucks 215 bestimmt. Bevorzugt werden in einem Schritt 235 ein Gradient des füllungsbasierten Soll-Ladedrucks 205 und in einem Schritt 240 ein Gradient des Ist-Ladedrucks 215 bestimmt. Der gesuchte Wert 230 kann auf der Basis der bestimmten Gradienten bestimmt werden, beispielsweise mittels eines Kennfelds 245.
  • Ein Offset 250 wird bevorzugt auf der Basis der Drehzahl 218 und des füllungsbasierten Soll-Ladedrucks 205 bestimmt. Dazu kann ein Kennfeld 255 verwendet werden. Der Offset 250 wird in einem Schritt 260 vom füllungsbasierten Soll-Ladedruck 205 subtrahiert. Das Resultat wird in einem Schritt 265 mit dem mitgeführten Ist-Ladedruck 225 verglichen. Übersteigt der mitgeführte Ist-Ladedruck 225 das Resultat, liegt also der mitgeführte Ist-Ladedruck 225 um weniger als der Offset 250 unter dem füllungsbasierten Soll-Ladedruck 205, so wird das Zeitglied 220 aktiviert.
  • Eine Zeitkonstante 270 des Zeitglieds 220 kann fest vorgegeben sein oder dynamisch bestimmt werden. Zur dynamischen Bestimmung kann die Zeitkonstante 270 auf der Basis des füllungsbasierten Soll-Ladedrucks 205 und des Ist-Ladedruck 215 bestimmt werden. Dazu können insbesondere wieder die in den Schritten 235 und 240 bestimmten Gradienten betrachtet werden. Es ist bevorzugt, dass die Zeitkonstante 270 mittels eines Kennfelds 275 bestimmt wird, und zwar weiter bevorzugt auf der Basis der Gradienten.
  • 3 zeigt eine Veranschaulichung des Verfahrens 200 von 2. In horizontaler Richtung ist eine Zeit und in vertikaler Richtung ein Ladedruck angetragen.
  • Ab einem Zeitpunkt 305 ist der mitgeführte Ist-Ladedruck 225 um weniger als der Offset 250 kleiner als der füllungsbasierte Soll-Ladedruck 205. Der Soll-Ladedruck 210 wird mittels des Offsets 250 temporär abgesenkt, um sich allmählich mittels des Zeitgliedes PT1 220 an den füllungsbasierten Soll-Ladedruck 205 anzuschmiegen. Zum Zeitpunkt 305 des Schnittpunkts des mitgeführten Ist-Ladedrucks 225 und des um den Offset 250 verringerten füllungsbasierten Soll-Ladedrucks 205 beginnt der PT1-Verlauf des Soll-Ladedrucks 210. Dieser führt den Soll-Ladedruck 210 vom Wert füllungsbasierten Soll-Ladedrucks 205 abzüglich des Offsets des Offset 250 hin zum ursprünglichen, füllungsbasierten Soll-Ladedruck 205. Die Zeitkonstante 270 des PT1-Verlaufs ergibt sich hierbei bevorzugt aus dem Kennfeld 275.
  • Der bestimmte Soll-Ladedruck 210 überschreibt den füllungsbasierten Soll-Ladedruck 205. Zum Zeitpunkt 310 sind beide Größen identisch. Sobald der füllungsbasierte Ladedruck 205 abzüglich des Offsets 205 dem Ist-Ladedruck 215 zuzüglich des definierten Wertes 230 entspricht, beginnt ein PT1-Verlauf, der den Ist-Ladedruck 215 auf den Zielwert des füllungsbasierten Soll-Ladedrucks 205 hinführt.
  • 4 zeigt einen füllungsbasierten Soll-Ladedruck 205 und einen Ist-Ladedruck 215 an einem Turbolader 110 bei konventioneller Steuerung. In der exemplarischen Darstellung ist in horizontaler Richtung eine Zeit und ein vertikaler Richtung ein Ladedruck angetragen. Die dargestellten Skalen und quantitativen Verläufe sind rein exemplarisch. Ein erster Verlauf 405 reflektiert den füllungsbasierten Soll-Ladedruck 205 und ein zweiter Verlauf 410 den Ist-Ladedruck 215. In einem Bereich 415 überschießt der zweite Verlauf 410 den vorgegebenen Wert des ersten Verlaufs 405. Ein Übergang zwischen dem Ansteigen und dem im Wesentlichen Konstanthalten des Ist-Ladedrucks 410, 215 wirkt unharmonisch.
  • 5 zeigt eine entsprechende Darstellung bei einer Steuerung mittels des Verfahrens 200 von 2. Ein Verlauf 505 zeigt das abweichende Verhalten des Verfahrens 200, bedingt durch den Offset 250 und das temporär aktivierte Zeitglied 220, beim Annähern des Ist-Ladedrucks 215 an den füllungsbasierten Soll-Ladedruck 205. Der Verlauf 505 senkt den vorgegebenen Soll-Ladedruck 210 temporär ab, um ein harmonisches Anschmiegen des Ist-Ladedrucks 215 an den füllungsbasierten Soll-Ladedruck 205 zu ermöglichen. Ein Überschwingen des Ist-Ladedrucks 215 über den füllungsbasierten Soll-Ladedruck 205 kann vermieden werden. Trotzdem erfolgt ein rasches Ansteigen des Ist-Ladedrucks 215.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    Antriebsstrang
    105
    Verbrennungsmotor
    110
    Turbolader
    115
    Abgasturbine
    120
    Verdichter
    125
    Motorsteuerung
    130
    Vorrichtung
    135
    erste Schnittstelle
    140
    zweite Schnittstelle
    145
    dritte Schnittstelle
    150
    vierte Schnittstelle
    155
    Drehzahlsensor
    200
    Verfahren
    205
    füllungsbasierter Soll-Ladedruck
    210
    Soll-Ladedruck
    215
    Ist-Ladedruck
    218
    Drehzahl
    220
    Zeitglied erster Ordnung
    225
    mitgeführter Ist-Ladedruck
    230
    Wert
    235
    Gradient des füllungsbasierten Soll-Ladedrucks 205 bestimmen
    240
    Gradient des Ist-Ladedrucks 215 bestimmen
    245
    Kennfeld (zweites lt. Ansprüche)
    247
    Summieren
    250
    Offset
    255
    Kennfeld (erstes lt. Ansprüche)
    260
    Subtrahieren
    265
    Vergleichen
    270
    Zeitkonstante
    275
    Kennfeld (drittes lt. Ansprüche)
    280
    Differenz aus 205 und 250
    290
    Addition aus 220 und 280
    305
    Zeitpunkt Start PT1
    310
    Zeitpunkt neuer Soll-Ladedruck 210 = füllungsbasierter Soll-Ladedruck 205
    405
    erster Verlauf (füllungsbasierter Soll-Ladedruck)
    410
    zweiter Verlauf (Ist-Ladedruck)
    415
    Bereich
    505
    Verlauf des neuen Soll-Ladedrucks 210
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102011006227 A1 [0003]
    • DE 19751977 A1 [0004]
    • DE 102007050026 A1 [0005]

Claims (10)

  1. Verfahren (200) zum Steuern eines Soll-Ladedrucks (210) für einen Turbolader (110), der mittels Abgas eines Verbrennungsmotors (105) angetrieben wird, wobei das Verfahren (200) folgende Schritte umfasst: – Bestimmen (205) eines füllungsbasierten Soll-Ladedrucks (205) auf der Basis einer Füllung des Verbrennungsmotors (105); – Abtasten (215) eines Ist-Ladedrucks (215); – Bestimmen (235, 245, 247) eines mitgeführten Ist-Ladedrucks (225) auf der Basis des Ist-Ladedrucks (215); – Bestimmen (255) eines Offset (250) auf der Basis des füllungsbasierten Soll-Ladedrucks (205); und – Steuern (220) des Soll-Ladedrucks (210) mittels eines Zeitglieds (220) erster Ordnung auf den füllungsbasierten Soll-Ladedruck (205), – falls der mitgeführte Ist-Ladedruck (225) einen Wert übersteigt (265), der um den Offset (250) kleiner als der füllungsbasierte Soll-Ladedruck (205) ist.
  2. Verfahren (200) nach Anspruch 1, wobei der Offset (250) auf der Basis des füllungsbasierten Soll-Ladedrucks (205) und einer Drehzahl (218) des Verbrennungsmotors (105) bestimmt wird.
  3. Verfahren (200) nach Anspruch 2, wobei der Offset (250) mittels eines ersten Kennfelds (255) bestimmt wird.
  4. Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der mitgeführte Ist-Ladedruck (225) auf der Basis der Summe (247) des Ist-Ladedrucks (215) und eines Werts (230) bestimmt wird, der auf der Basis des füllungsbasierten Soll-Ladedrucks (205) und des Ist-Ladedrucks (215) bestimmt wird.
  5. Verfahren (200) nach Anspruch 4, wobei der Wert (230) auf der Basis von Gradienten (235, 240) des füllungsbasierten Soll-Ladedrucks (205) und des Ist-Ladedrucks (215) bestimmt wird.
  6. Verfahren (200) nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Wert (230) mittels eines zweiten Kennfelds (245) bestimmt wird.
  7. Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Zeitkonstante (270) des Zeitglieds (220) auf der Basis des füllungsbasierten Soll-Ladedrucks (205) und des Ist-Ladedrucks (215) bestimmt wird.
  8. Verfahren (200) nach Anspruch 7, wobei die Zeitkonstante (270) auf der Basis von Gradienten (235, 240) des füllungsbasierten Soll-Ladedrucks (205) und des Ist-Ladedrucks (215) bestimmt wird.
  9. Verfahren (200) nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Zeitkonstante (270) mittels eines dritten Kennfelds (275) bestimmt wird.
  10. Vorrichtung (130) zur Steuerung eines Soll-Ladedrucks (210) für einen Turbolader (110), der mittels Abgas eines Verbrennungsmotors (105) angetrieben wird, wobei die Vorrichtung (130) folgendes umfasst: – eine erste Schnittstelle (135) zur Bestimmung eines füllungsbasierten Soll-Ladedrucks (205); – eine zweite Schnittstelle (140) zur Abtastung eines Ist-Ladedrucks (215); und – eine Verarbeitungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, – einen mitgeführten Ist-Ladedruck (225) auf der Basis des Ist-Ladedrucks (215) zu bestimmen; – einen Offset (250) auf der Basis des füllungsbasierten Soll-Ladedrucks (205) zu bestimmen; und – den Soll-Ladedruck (210) mittels eines Zeitglieds (220) erster Ordnung auf den füllungsbasierten Soll-Ladedruck (205) zu steuern, – falls der mitgeführte Ist-Ladedruck (225) einen Wert übersteigt, der um den Offset (250) kleiner als der füllungsbasierte Soll-Ladedruck (205) ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109882283B (zh) * 2019-03-27 2020-09-29 潍柴动力股份有限公司 一种相继增压系统控制方法及装置
JP6941652B2 (ja) * 2019-10-16 2021-09-29 本田技研工業株式会社 過給圧設定装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19751977A1 (de) 1997-11-25 1999-05-27 Daimler Chrysler Ag Steuerung für den Ladedruck einer aufgeladenen Brennkraftmaschine
DE102007050026A1 (de) 2007-10-17 2009-04-23 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen von Steuer- und Regelkreisen in einem Motorsystem
DE102008042510A1 (de) * 2008-09-30 2010-04-01 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Momentenaufbau bei einem aufgeladenen Verbrennungsmotor während einer aktiven Fahrdynamikregelung
DE102011006227A1 (de) 2011-03-28 2012-10-04 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung für eine Reglervorsteuerung

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6121352B2 (ja) * 2014-03-26 2017-04-26 本田技研工業株式会社 制御装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19751977A1 (de) 1997-11-25 1999-05-27 Daimler Chrysler Ag Steuerung für den Ladedruck einer aufgeladenen Brennkraftmaschine
DE102007050026A1 (de) 2007-10-17 2009-04-23 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen von Steuer- und Regelkreisen in einem Motorsystem
DE102008042510A1 (de) * 2008-09-30 2010-04-01 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Momentenaufbau bei einem aufgeladenen Verbrennungsmotor während einer aktiven Fahrdynamikregelung
DE102011006227A1 (de) 2011-03-28 2012-10-04 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung für eine Reglervorsteuerung

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