DE102018108075A1 - Verfahren und system zum verbessern einer transienten drehmomentreaktion - Google Patents

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Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zum Verbessern einer Motordrehmomentreaktion bei einer transienten Bedingung bereitgestellt. In einem Beispiel kann ein Verfahren Einstellen einer Ansaugdrossel und eines Abgas-Wastegate-Ventils auf Grundlage des Drehmomentbedarfs eines Fahrzeugführers und gleichzeitig Planen einer Abgasrückführung (AGR) und variablen Nockensteuerung (VCT) auf Grundlage eines vorhergesagten Drehmomentdefizitverhältnisses beinhalten. Die Planung von AGR und VCT erfolgt unabhängig von der Ist-Stellung der Ansaugdrossel und des Abgas-Wastegate-Ventils.

Description

  • GEBIET
  • Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zum Bereitstellen einer verbesserten Drehmomentreaktion für einen aufgeladenen Motor.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK/KURZDARSTELLUNG
  • Ein Motorsystem kann mit einer Ladevorrichtung, wie z. B. einem Turbolader, zum Bereitstellen einer verstärkten Luftladung ausgelegt sein, um die Drehmomentausgabe zu erhöhen. Insbesondere dreht sich eine Turbine mithilfe von Energie aus einem Abgasstrom. Die Turbine treibt einen Verdichter an, der eine verstärkte Luftladung an den Motoreinlass bereitstellt. Ein aufgeladener Motor kann eine höhere Kraftstoffeffizienz und niedrigere Emissionen bieten als ein selbstansaugender Motor ähnlicher Leistung, sodass es einem turboaufgeladenen Motor mit geringerem Hubraum möglich ist, eine Leistung zu erzeugen, die mit einem selbstansaugenden Motor höheren Hubraums vergleichbar ist. Ein Motorsystem kann ferner mit einem Abgasrückführungs(AGR)-System ausgelegt sein, wobei wenigstens ein Abschnitt des Abgases zum Motoreinlass zurückgeführt wird. Zu den Vorteilen einer AGR gehören eine erhöhte Motorverdünnung, verringerte Abgasemissionen und eine erhöhte Kraftstoffeffizienz. Der Betrieb der verschiedenen Aktoren abgestimmt werden, um die Motorleistung zu verbessern.
  • Die Vorteile der Aufladung, Verkleinerung und Einführung von AGR sind bei stationären Bedingungen tendenziell stärker ausgeprägt. Bei transienten Bedingungen können sich die gleichen Vorgänge jedoch negativ auf die Kraftstoffeffizienz auswirken. Als ein Beispiel kann bei transienten Bedingungen Kraftstoffeffizienz zugunsten einer verbesserten Fahrzeugreaktion eingebüßt werden. Ein anderer Grund für den Verlust an Kraftstoffeffizienz ist die Wechselwirkung zwischen der Motorreaktion und den Handlungen seitens des Fahrzeugführers. Beispielsweise bleibt eine Fahrzeugreaktion während eines Pedalbetätigungsereignisses aufgrund des langsameren anfänglichen Ladungsaufbaus zunächst hinter der gewünschten Beschleunigung zurück. Infolgedessen kann der Fahrzeugführer einen spürbaren Bereich mit „totem Pedal“ ohne vom Fahrzeugführer feststellbare Drehmomenterhöhung wahrnehmen. Daraufhin kann der Fahrzeugführer dafür überkompensieren. Nach dem anfänglichen langsameren Aufbau nimmt jedoch die Aufladung mit einer schnelleren Geschwindigkeit aufgrund einer positiven Rückkopplungsschleife zu, wobei eine höhere Last und ein höherer Luftstrom zu einem stärkeren Ladedruck führen. Folglich kann die Überkompensation durch den Fahrzeugführer einen übermäßigen Luftstrom und damit eine übermäßige Drehmomenterhöhung erzeugen, die wiederum eine zusätzliche Pedalkorrektur durch den Fahrzeugführer (z. B. Pedalfreigabe) sowie drehmomentsenkende Vorgänge (wie z. B. Spätzündung) erfordern. Infolgedessen kann der Motor mit einer geringeren Effizienz betrieben werden, als wenn die anfängliche Anforderung genauer befolgt worden wäre.
  • Ein beispielhafter Ansatz zum Verbessern der Drehmomentreaktion bei einem aufgeladenen Motor wird von Cunningham et al. in US 9 175 629 gezeigt. Darin kann während eines Drehmomentsprungs eine Drossel eines Luftansaugsystems (Air Intake System - AIS), die AGR von einem Niederdruck-Abgasrückführungs(ND-AGR)-System zu einem Ansaugkanal, der einem Verdichter vorgelagert ist, ansaugt, geöffnet werden, um einen Drosseleinlassdruck für eine nachgelagerte Drossel, die dem Verdichter nachgelagert ist, zu erhöhen. Durch Öffnen der AIS-Drossel kann der Luftstrom erhöht werden, um gerade genug Drehmoment bereitzustellen, ohne den Drehmomentbedarf wesentlich zu überkompensieren.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch mögliche Probleme bei derartigen Systemen erkannt. Als ein Beispiel kann durch die Erhöhung des Drosseleinlassdrucks nur ein Teil der Last bereitgestellt werden, die während einer Pedalbetätigungstransiente angefordert wird, während die verbleibende Last auf dem langsameren Ladungsaufbau beruht. Als ein anderes Beispiel kann eine weitere Verzögerung und Erhöhung der Reaktionszeit aufgrund der Einführung von ND-AGR ausgelöst werden. Insbesondere weist der ND-AGR-Kreis eine lange Transportverzögerung auf, da das Abgas durch den Verdichter des Turboladers, eine Hochdruck-Luftansaugverrohrung, einen Ladeluftkühler und einen Ansaugkrümmer strömen muss, bevor es die Brennkammer erreicht. Folglich kann das Ist-Motorluftstromprofil von dem Soll-Luftstromprofil aufgrund von Variationen abweichen, die dadurch entstehen, dass die AGR zu verschiedenen Zeitpunkten einströmt. Infolgedessen kann es sein, dass die Motordrehmomentreaktion dem vom Fahrzeugführer angeforderten Drehmomentprofil nicht folgt.
  • In einem Beispiel können die obengenannten Probleme zumindest teilweise durch ein Verfahren für einen turboaufgeladenen Motor gelöst werden, umfassend: in Reaktion auf einen Drehmomentbedarf eines Fahrzeugführers Öffnen einer Ansaugdrossel und Schließen eines Abgas-Wastegate-Ventils auf Grundlage des Drehmomentbedarfs unabhängig von einer Veränderung eines Plans für Abgasrückführung (AGR) und variable Nockensteuerung (Variable Cam Timing - VCT); und gleichzeitiges Planen der AGR und VCT auf Grundlage eines vorhergesagten Lastdefizitverhältnisses unabhängig von einer Ist-Stellung der Ansaugdrossel und des Wastegate-Ventils. Auf diese Weise kann eine transiente Drehmomentreaktion durch eine Abstimmung von Luftwegaktoren mit dem Ladesystem verbessert werden.
  • Als ein Beispiel kann ein aufgeladener Motor mit einem Turbolader ausgelegt sein, der eine einen Verdichter antreibende Turbine beinhaltet, wobei ein die Turbine umgehender Abgasstrom durch ein Abgase-Wastegate-Ventil gesteuert wird. Der Motor kann mit Hochdruck-AGR(HD-AGR)-Funktionen ausgelegt sein, wobei Abgas von vorgelagert zur Turbine zu nachgelagert zum Verdichter zurückgeführt wird. In Reaktion auf ein Pedalbetätigungsereignis durch einen Fahrzeugführer können Ladeaktoren, einschließlich einer Ansaugdrossel und eines Abgase-Wastegate-Ventils, derart betätigt werden, dass sie den Drehmomentbedarf erfüllen. Beispielsweise kann die Öffnung der Ansaugdrossel erhöht werden (wie z. B. zu einer weit geöffneten Drosselstellung), um zu ermöglichen, dass mehr Ladeluft in den Ansaugkrümmer strömt, während die Öffnung des Abgase-Wastegate-Ventils verringert werden kann (wie z. B. zu einer vollständig geschlossenen Stellung), um das Hochdrehen der Turbine zu beschleunigen. Die Stellungen der Drossel und des Wastegate-Ventils werden unter der Annahme von Nenneinstellungen für Luftwegaktoren, einschließlich eines Hochdruck-AGR-Ventils und einer variablen Nockensteuerung (VCT), geplant, selbst wenn sie eingestellt werden (wie nachfolgend erörtert). Somit können, wenn der erhöhte Bedarf erfüllt werden kann, ohne die Drosselvorgabe zu überschreiten, AGR und VCT auf Nenneinstellungen mit niedrigerem Liefergrad gehalten werden. Gleichzeitig mit der Ladungseinstellung kann die Motorsteuerung ferner ein voraussichtliches Last- und/oder Drehmomentdefizitverhältnis (Anticipated Load Shortfall Ratio - aLSR) in Abhängigkeit der angeforderten Motorlast (in Abhängigkeit der Pedalstellung) im Verhältnis zu einer geschätzten Motorlast vorhersagen, die bereitgestellt werden kann, wenn der Motor weiterhin unter den aktuellen Drehzahl-/Lastbedingungen ohne AGR und bei weit geöffneter Drossel (Wide-Open Throttle - WOT) betrieben wird. Mit anderen Worten kann die Steuerung eine Differenz zwischen der angeforderten Luftladung und dem Luftstrom und dem, was bei WOT ohne AGR bereitgestellt werden kann, bestimmen. Wenn ein Defizit bei der Luftladung vorliegt, wird auch ein Drehmomentdefizit erwartet. Mit steigendem Lastdefizitverhältnis kann bestimmt werden, dass sich die Vorgabe der schnell wirkenden Drossel schnell aufbraucht und dass jeglicher verbleibende Drehmomentbedarf erfordert, dass mehr Luftstrom und Ladedruck weiter aufgebaut werden, wodurch es zu einer Verzögerung kommt. Um das Ansprechen des Motors bei steigendem Lastdefizitverhältnis zu verbessern, können VCT und HD-AGR auf Grundlage des Defizitverhältnisses unabhängig von der Ist-Stellung der Ansaugdrossel und des Abgas-Wastegate-Ventils geplant werden, um dem Defizit vorzugreifen. Beispielsweise kann bei steigendem Defizitverhältnis zunächst die VCT auf der Nenneinstellung gehalten werden, während die HD-AGR in Abhängig des Defizits begrenzt wird, wodurch es möglich ist, dass mehr Frischluftladung an den Motor abgegeben wird. Dann kann bei weiter steigendem Lastdefizitverhältnis die HD-AGR begrenzt werden und kann die VCT vorgezogen oder verzögert werden, um den Liefergrad in Abhängigkeit des Lastdefizitverhältnisses zu erhöhen. Ebenso können die Drossel und das Wastegate-Ventil unabhängig von der Änderung des HD-AGR- und VCT-Plans betätigt werden, wie z. B. indem die Drossel weiter offen und das Wastegate weiter geschlossen halten wird, selbst wenn die VCT auf eine höhere Liefergradeinstellung umgestellt wird. Sobald der Soll-Ladedruck erreicht ist, können Nenneinstellungen für alle Aktoren wiederhergestellt werden.
  • Auf diese Weise kann ein Ist-Motordrehmomentprofil einem Soll-Motordrehmomentprofil besser folgen. Insbesondere können Motorlast und Luftstrom bei Transienten abgegeben werden, während eine Ladung aufgebaut wird, und kann dann ein reibungsloser Übergang von der Transiente bereitgestellt werden, wenn eine ausreichende Ladung aufgebaut wurde. Durch Einstellen von schnell wirkenden Luftwegaktoren, einschließlich HD-AGR und VCT, in Abhängigkeit eines vorhergesagten Lastdefizitverhältnisses werden unnötig aggressive und kraftstoffineffiziente Vorgänge, die erforderlich sein könnten, wenn eine Ansaugdrosselvorgabe aufgebraucht ist, vermieden. Darüber hinaus wird eine übermäßige Drehmomenterzeugung vermieden. Indem die Luftwegaktoren gerade weit genug bewegt werden, um den Fahrerbedarf zu erfüllen, wird der Bedarf für kraftstoffineffiziente Drehmomentpuffer verringert. Überdies kann, wenn die Transiente erfüllt ist, einfacher ein schnellerer und reibungsloserer Übergang aus der transienten Bedingung bereitgestellt werden. Somit kann ein ausreichender Luftstrom bereitgestellt werden, um die angewiesene Drehmomenterhöhung zu erfüllen, ohne die angewiesene Drehmomentausgabe zu überkompensieren und während ein reibungsloser und schneller Übergang von einem transienten zu einem stationären Motorbetrieb ermöglicht wird. Insgesamt wird die Leistung des aufgeladenen Motors während Transienten verbessert.
  • Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben sind. Sie ist nicht dazu vorgesehen, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig in den Ansprüchen im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Darüber hinaus ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführte Nachteile beseitigen.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Motorsystems.
    • 2 ist ein beispielhaftes Ablaufdiagramm, das eine Routine auf höherer Ebene zum Bereitstellen einer transienten Drehmomentreaktion in Reaktion auf eine Erhöhung des Drehmomentbedarfs eines Fahrzeugführers veranschaulicht.
    • 3 ist ein Ablaufdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Berechnen eines voraussichtlichen Lastdefizitverhältnisses auf Grundlage einer Schätzung von angeforderter und vorhergesagter Motorlast veranschaulicht.
    • 4 zeigt ein Diagramm, das eine tatsächliche und eine voraussichtliche Motorlastreaktion in Reaktion auf eine Erhöhung des Drehmomentbedarfs eines Fahrzeugführers veranschaulicht.
    • 5 zeigt ein Diagramm, das eine tatsächliche und eine voraussichtliche Motordrehmomentreaktion in Reaktion auf eine Erhöhung des Drehmomentbedarfs eines Fahrzeugführers veranschaulicht.
    • 6 zeigt ein Diagramm, das beispielhafte Ladeaktoreinstellungen veranschaulicht.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Verbessern einer Drehmomentreaktion bei transienten Bedingungen in einem aufgeladenen Motorsystem, wie z.B. dem Motorsystem aus 1. In Reaktion auf einen Drehmomentbedarf eines Fahrzeugführers kann eine Steuerung dazu ausgelegt sein, eine Steuerroutine, wie z. B. die beispielhafte Routine aus 2, durchzuführen, um Luftwegaktoreinstellungen auf Grundlage eines voraussichtlichen Lastdefizitverhältnisses (3) einzustellen, während Ladeaktoreinstellungen auf Grundlage des Drehmomentbedarfs des Fahrzeugführers eingestellt werden. Insbesondere können die Aktoreinstellungen abgestimmt, aber unabhängig voneinander durchgeführt werden, sodass ein tatsächliches Luftstrom- und Drehmomentprofil einem angeforderten Luftstrom- und Drehmomentprofil besser folgen kann. Beispielhafte Motorlast- (oder Luftstrom-) und Drehmomentreaktionen, die durch die Luftweg- und Ladeaktoreinstellungen erzielt werden, sind in den 4 und 5 veranschaulicht. Ein voraussichtlicher Betrieb eines aufgeladenen Motors ist in Bezug auf 6 dargestellt. Durch Einstellen von Luftwegaktoreinstellungen, um ein vorhergesagtes Last- oder Drehmomentdefizit auszugleichen, während Ladeaktoreinstellungen derart eingestellt werden, dass ein Ladedruck in Reaktion auf eine Erhöhung des Drehmomentbedarfs eines Fahrzeugführers erhöht wird, kann eine Motordrehmomentreaktion verbessert werden.
  • Nun wird in Bezug auf 1 eine schematische Darstellung eines Motorsystems 100 gezeigt, das einen Zylinder eines Mehrzylindermotors 10 umfasst, der in einem Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs enthalten sein kann. Der Motor 10 kann zumindest teilweise durch ein Steuersystem, das die Steuerung 12 beinhaltet, und durch eine Eingabe von einem Fahrzeugführer 132 über eine Eingabevorrichtung 130 gesteuert werden. In diesem Beispiel beinhaltet die Eingabevorrichtung 130 ein Gaspedal und einen Pedalstellungssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalstellungssignals PP. Die Brennkammer (d. h. der Zylinder) 30 des Motors 10 kann Brennkammerwände 32 mit einem darin positionierten Kolben 36 beinhalten. In einigen Ausführungsformen kann die Stirnseite des Kolbens 36 innerhalb des Zylinders 30 eine Schale aufweisen. Der Kolben 36 kann an die Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, sodass eine Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle übersetzt wird. Die Kurbelwelle 40 kann über ein Zwischengetriebesystem an mindestens ein Antriebsrad eines Fahrzeugs gekoppelt sein. Ferner kann ein Anlasser über ein Schwungrad an die Kurbelwelle 40 gekoppelt sein, um einen Anlassvorgang des Motors 10 zu ermöglichen.
  • Die Brennkammer 30 kann Ansaugluft aus dem Ansaugkrümmer 44 über den Ansaugkanal 42 aufnehmen und Verbrennungsgase über den Abgaskanal 48 abführen. Der Ansaugkrümmer 44 und der Abgaskanal 48 können über ein entsprechendes Einlassventil 52 und Auslassventil 54 selektiv mit der Brennkammer 30 in Verbindung stehen. In einigen Ausführungsformen kann die Brennkammer 30 zwei oder mehr Einlassventile und/oder zwei oder mehr Auslassventile aufweisen.
  • Das Einlassventil 52 kann über einen elektrischen Ventilaktor (EVA) 51 durch die Steuerung 12 gesteuert werden. Gleichermaßen kann das Auslassventil 54 über einen EVA 53 durch die Steuerung 12 gesteuert werden. Alternativ dazu kann der variable Ventilaktor elektrohydraulisch oder ein beliebiger anderer erdenklicher Mechanismus sein, um die Ventilbetätigung zu ermöglichen. Unter einigen Bedingungen kann die Steuerung 12 die den Aktoren 51 und 53 bereitgestellten Signale variieren, um das Öffnen und Schließen der jeweiligen Einlass- und Auslassventile zu steuern. Die Stellung des Einlassventils 52 und Auslassventils 54 kann durch die Ventilstellungssensoren 55 bzw. 57 bestimmt werden. In alternativen Ausführungsformen können eines oder mehrere der Ansaug- und Abgasventile durch einen oder mehrere Nocken betätigt werden und können eines oder mehrere aus einem Nockenprofilverstellungs(Cam Profile Switchting - CPS)-, variablen Nockensteuerungs(VCT)-, variablen Ventilsteuerungs(Variable Valve Timing - VVT)- und/oder variablen Ventilhub(Varialbe Valve Lift - VVL)-System nutzen, um den Ventilbetrieb zu variieren. Beispielsweise kann der Zylinder 30 alternativ ein Einlassventil, das über eine elektrische Ventilbetätigung gesteuert wird, und ein Auslassventil, das über Nockenbetätigung, einschließlich einer CPS und/oder VCT 55, gesteuert wird, beinhalten.
  • Bei der VCT 55 kann es sich um ein duales unabhängiges variables Nockenwellensteuerungssystem handeln, um die Einlassventilsteuerung und Auslassventilsteuerung unabhängig voneinander zu verändern. Weiterhin kann die VCT 55 dazu ausgelegt sein, die Ventilsteuerung vorzuziehen oder zu verzögern, indem die Nockensteuerung vorgezogen oder verzögert wird, und kann durch die Steuerung 12 gesteuert werden. Weiterhin kann die VCT 55 dazu ausgelegt sein, die Steuerung von Ventilöffnungs- und Ventilschließereignissen durch Variieren der Beziehung zwischen der Kurbelwellenstellung und der Nockenwellenstellung zu variieren. Beispielsweise kann die VCT 55 dazu ausgelegt sein, die Einlassnockenwelle unabhängig von der Kurbelwelle zu drehen, um zu bewirken, dass die Ventilsteuerung vorgezogen oder verzögert wird. In einigen Ausführungsformen kann es sich bei der VCT 55 um eine durch Nockendrehmoment betätigte Vorrichtung handeln, die zum schnellen Variieren der Nockensteuerung ausgelegt ist. In einigen Ausführungsformen kann die Ventilsteuerung, wie z. B. Schließens des Einlassventils (Intake Valve Closing - IVC) und Schließen des Auslassventils (Exhaust Valve Closing - EVC), durch eine stufenlose Ventilhub(Continuously Variable Valve Lift - CVVL)-Vorrichtung variiert werden.
  • Die oben beschriebenen Ventil-/Nockensteuerungsvorrichtungen und -systeme können hydraulisch betätigt, elektrisch betätigt oder Kombinationen davon sein. In einem Beispiel kann eine Stellung der Nockenwelle über Nockenphaseneinstellung eines elektrischen Aktors (z. B. eines elektrisch betätigten Nockenverstellers) verändert werden. In einem anderen Beispiel kann die Nockenwellenstellung über einen hydraulisch betriebenen Nockenversteller verändert werden. Signalleitungen können Steuersignale an die VCT senden und davon eine Nockensteuerungs- und/oder Nockenauswahlmessung empfangen. Durch Einstellen der variablen Nockensteuerung kann ein Liefergrad des Motors variiert werden. Wie hier ausgeführt, kann die VCT auch während Drehmomenttransienten eingestellt werden, um die Reaktion eines aufgeladenen Motors zu verbessern.
  • Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 ist der Darstellung nach direkt an die Brennkammer 30 gekoppelt, um Kraftstoff proportional zur Impulsbreite eines Signals FPW, das von der Steuerung 12 über den elektronischen Treiber 68 empfangen wird, direkt darin einzuspritzen. Auf diese Weise stellt die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 eine sogenannte Direkteinspritzung von Kraftstoff in die Brennkammer 30 bereit. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung kann zum Beispiel in der Seite der Brennkammer oder in der Oberseite der Brennkammer montiert sein. Kraftstoff kann der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 durch ein Kraftstoffsystem (nicht dargestellt) zugeführt werden, das einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und einen Kraftstoffverteiler beinhaltet. In einigen Ausführungsformen kann die Brennkammer 30 alternativ oder zusätzlich eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung beinhalten, die im Ansaugkrümmer 44 in einer Konfiguration angeordnet ist, die eine sogenannte Saugrohreinspritzung von Kraftstoff in den der Brennkammer 30 vorgelagerten Ansaugkanal bereitstellt.
  • Unter ausgewählten Betriebsmodi kann ein Zündsystem 88 der Brennkammer 30 über eine Zündkerze 92 einen Zündfunken in Reaktion auf ein Vorzündungssignal SA (Spark Advance) von der Steuerung 12 bereitstellen. Obwohl Fremdzündungskomponenten dargestellt sind, können in einigen Ausführungsformen die Brennkammer 30 oder eine oder mehrere andere Brennkammern des Motors 10 in einem Kompressionszündungsmodus mit oder ohne Zündfunken betrieben werden.
  • Der Ansaugkanal 42 kann Drosseln 62 und 63 mit Drosselklappen 64 bzw. 65 beinhalten. In diesem bestimmten Beispiel können die Stellungen der Drosselklappen 64 und 65 durch die Steuerung 12 über Signale variiert werden, welche einem Elektromotor oder Aktor, der in den Drosseln 62 und 63 enthalten ist, bereitgestellt werden, eine Konfiguration, die gemeinhin als eine elektronische Drosselsteuerung (Eletronic Throttle Control - ETC) bezeichnet wird. Auf diese Weise können die Drosseln 62 und 63 dazu betrieben werden, die Ansaugluft zu variieren, die unter anderen Motorzylindern der Brennkammer 30 bereitgestellt wird. Die Stellungen der Drosselklappen 64 und 65 können durch die Drosselstellungssignale TP an die Steuerung 12 bereitgestellt werden. Druck, Temperatur und Massenluftstrom können an verschiedenen Punkten entlang des Ansaugkanals 42 und des Ansaugkrümmers 44 gemessen werden. Beispielsweise kann der Ansaugkanal 42 einen Luftmassenstromsensor 120 zum Messen des sauberen Luftmassenstroms, der durch die Drossel 63 eintritt, beinhalten.
  • Der Motor 10 kann ferner eine Verdichtungsvorrichtung wie etwa einen Turbolader oder einen Kompressor beinhalten, welche mindestens einen Verdichter 162 beinhaltet, der dem Ansaugkrümmer 44 vorgelagert angeordnet ist. Im Falle eines Turboladers kann der Verdichter 162 zumindest teilweise durch eine Turbine 164 (z. B. über eine Welle), die entlang eines Abgaskanals 48 angeordnet ist, angetrieben werden. Im Falle eines Kompressors kann der Verdichter 162 zumindest teilweise von dem Motor und/oder einer elektrischen Maschine angetrieben werden und beinhaltet eventuell keine Turbine. Daher kann der Grad an Verdichtung, der einem oder mehreren Zylindern des Motors über einen Turbolader oder Kompressor bereitgestellt wird, durch die Steuerung 12 variiert werden. Ein Ladeluftkühler 154 kann dem Verdichter 162 nachgelagert und dem Ansaugventil 52 vorgelagert enthalten sein. Der Ladeluftkühler 154 kann z. B. dazu ausgelegt sein, Gase zu kühlen, die durch Verdichtung über den Verdichter 162 erwärmt worden sind. In einer Ausführungsform kann der Ladeluftkühler 154 der Drossel 62 vorgelagert sein. Druck, Temperatur und Massenluftstrom können dem Verdichter 162 nachgelagert gemessen werden, wie z. B. mit dem Sensor 145 oder 147. Die gemessenen Ergebnisse können der Steuerung 12 von Sensoren 145 und 147 über Signale 148 bzw. 149 kommuniziert werden. Druck und Temperatur können dem Verdichter 162 vorgelagert gemessen werden, wie z. B. mit einem Sensor 153, und der Steuerung 12 über ein Signal 155 kommuniziert werden. Der saubere Luftmassenstrom kann der Steuerung 12 über das MAF-Signal kommuniziert werden. Weiterhin kann ein Druck der Luftladung im Ansaugkrümmer 44 gemessen und an die Steuerung 12 über den Krümmerluftdruck(Manifold Air Pressure - MAP)-Sensor kommuniziert werden. Ferner kann eine Temperatur der Ladeluft im Ansaugkrümmer 44 durch den Krümmerlufttemperatur(Manifold Air Temperature - MAT)-Sensor gemessen und an die Steuerung 12 kommuniziert werden. Weiterhin kann ein Druck von verdichteter Luft vorgelagert zur Einlassdrossel 63 und nachgelagert zum Verdichter 162 durch einen Drosseleinlassdruck(Throttle Inlet Pressure - TIP)-Sensor, wie z. B. den Sensor 145, gemessen werden. Insbesondere können Ladeniveaus im Motorsystem durch den TIP-Sensor durch Messen von TIP (auch als Ladedruck bezeichnet) gemessen werden.
  • Ferner kann in den offenbarten Ausführungsformen ein AGR-System einen gewünschten Teil des Abgases vom Abgaskanal 48 zum Ansaugkrümmer 44 leiten. 1 zeigt ein HD-AGR-System und ein ND-AGR-System. Die HD-AGR wird durch den HD-AGR-Kanal 140 von vorgelagert zur Turbine 164 (auch als Abgasturbine bezeichnet) zu nachgelagert zum Verdichter 162 geleitet. Der an den Ansaugkrümmer 44 bereitgestellte Grad an HD-AGR kann durch die Steuerung 12 über das HD-AGR-Ventil 142 variiert werden. Die LD-AGR wird durch den LD-AGR-Kanal 150, welcher der Turbine 164 nachgelagert ist, zu vorgelagert zum Verdichter 162 geleitet. Der an den Ansaugkrümmer 44 bereitgestellte Grad an LD-AGR kann durch die Steuerung 12 über das LD-AGR-Ventil 152 variiert werden. Das HD-AGR-System kann einen HD-AGR-Kühler 146 beinhalten und das LD-AGR-System kann einen LD-AGR-Kühler 158 beinhalten, um z. B. Wärme von den AGR-Gasen an ein Motorkühlmittel abzuleiten.
  • Unter einigen Bedingungen kann das AGR-System verwendet werden, um die Temperatur des Luft-Kraftstoff-Gemischs in der Brennkammer 30 zu regulieren. Somit kann es wünschenswert sein, den AGR-Massenstrom zu messen oder zu schätzen. AGR-Sensoren können innerhalb von AGR-Kanälen angeordnet sein und können eine Anzeige eines oder mehreren aus Massenstrom, Druck, Temperatur, O2-Konzentration und Konzentration des Abgases bereitstellen. Beispielsweise kann ein HD-AGR-Sensor 144 im HD-AGR-Kanal 140 angeordnet sein. Wie hier ausgeführt, kann ein Grad an HD-AGR auch während Drehmomenttransienten eingestellt werden, um die Reaktion eines aufgeladenen Motors zu verbessern.
  • Abgase, die aus den Brennkammern 30 und dem Abgaskanal 48 austreten, bringen die Abgasturbine 164 zum Drehen, die entlang der Welle 163 an den Verdichter 162 gekoppelt ist. Der Grad an Verdichtung, der einem oder mehreren Zylindern des Motors über einen Turbolader bereitgestellt wird, kann durch die Steuerung 12 variiert werden. Wenn ein reduziertes Turbinendrehmoment gewünscht wird, kann ein Teil des Abgasstroms durch ein Wastegate 82 geleitet werden und damit die Turbine umgehen. Das Wastegate 82 (auch als Abgas-Wastegate bezeichnet) kann über die Abgasturbine 164 im Turbolader gekoppelt sein. Durch Einstellen einer Stellung des Wastegates 82 über die Steuerung 12 kann ein Ladegrad, der vom Turbolader bereitgestellt wird, gesteuert werden. Somit kann das Wastegate 82 ein Ladeaktor sein. Hier kann die Steuerung 12 ein Signal auf Grundlage der Soll-Ladung bereitstellen, um einen elektromagnetischen Aktor einzustellen, der an das Wastegate 82 gekoppelt ist. Der kombinierte Strom aus der Turbine 164 und dem Wastegate 82 kann dann durch die Emissionssteuervorrichtung 71 und 72 strömen.
  • Je nach den Betriebsbedingungen kann ein Teil der Abgase vom Abgaskanal 49, welcher der Turbine 164 nachgelagert ist, zum Ansaugkanal 42, welcher dem Verdichter 162 vorgelagert ist, über einen Abgasrückführungs(AGR)-Kanal 150 zurückgeführt werden. Der Teil der Abgase kann durch den AGR-Kanal 150 über den AGR-Kühler 158 und ein ND-AGR-Ventil 152 strömen. Dadurch kann eine Niederdruck-AGR (ND-AGR) möglich sein. In einigen Ausführungsformen kann anstelle der oder zusätzlich zur ND-AGR auch eine Hochdruck-AGR (HD-AGR) möglich sein, wobei ein Teil der Abgase vom Abgaskanal 48, vorgelagert zur Turbine 164, zum Ansaugkrümmer 44, nachgelagert zum Verdichter 162, über einen eigenen und getrennten Hochdruck-AGR-Kanal 140 und einen darin gekoppelten AGR-Kühler 146 und ein HD-AGR-Ventil 142 zurückgeführt wird. Das ND-AGR-Ventil 152 und das HD-AGR-Ventil 142 können geöffnet werden (z. B. kann eine Öffnung der AGR-Ventile erhöht werden), um eine kontrollierte Menge an gekühltem Abgas in den Ansaugkanal für eine wünschenswerte Verbrennungs- und Emissionssteuerungsleistung einzulassen. Somit können das ND-AGR-Ventil 152 und das HD-AGR-Ventil 142 durch einen Aktor (z. B. elektrisch, mechanisch, hydraulisch usw.) auf Grundlage von Befehlen, die von der Steuerung 12 empfangen wurden, betätigt werden.
  • Jeder Zylinder 30 kann von einem oder mehreren Ventilen bedient werden. Im vorliegenden Beispiel beinhaltet jeder Zylinder 30 ein entsprechendes Einlassventil 52 und ein Auslassventil 54. Jedes Einlassventil 52 und Auslassventil 54 kann in einer gewünschten Stellung über eine entsprechende Feder gehalten werden. Das Motorsystem 100 beinhaltet ferner eine oder mehrere Nockenwellen (nicht dargestellt) zum Betätigen eines Einlassventils 52 und/oder zum Betätigen eines Auslassventils 54. In einem Beispiel kann eine Einlassnockenwelle an das Einlassventil 52 gekoppelt sein und zum Betätigen des Einlassventils 52 betätigt werden. In einem anderen Beispiel kann eine Auslassnockenwelle an das Auslassventil 54 gekoppelt sein und zum Betätigen des Auslassventils 54 betätigt werden. In einigen Ausführungsformen, bei denen das Einlassventil einer Vielzahl von Zylindern 30 an eine gemeinsame Nockenwelle gekoppelt ist, kann die Einlassnockenwelle zum Betätigen der Einlassventile aller gekoppelten Zylinder betätigt werden.
  • Das Einlassventil 52 ist zwischen einer geöffneten Stellung, die Ansaugluft in den entsprechenden Zylinder einlässt, und einer geschlossenen Stellung, welche die Ansaugluft vom Zylinder im Wesentlichen blockiert, betätigbar sein. Die Einlassnockenwelle (nicht dargestellt) kann in einem Einlassventilbetätigungssystem enthalten sein, das mit der Steuerung 12 in Verbindung steht. Die Einlassnockenwelle kann einen Einlassnocken beinhalten, der ein Nockenerhebungsprofil zum Öffnen des Einlassventils 52 für eine definierte Einlassdauer aufweist. In einigen Ausführungsformen (nicht dargestellt) kann die Nockenwelle zusätzliche Einlassnocken mit einem anderen Nockenerhebungsprofil beinhalten, die es ermöglichen, dass das Einlassventil 52 für eine alternative Zeitdauer geöffnet wird (hier auch als Nockenprofilverstellungssystem bezeichnet). Je nach dem Erhebungsprofil des zusätzlichen Nockens kann die alternative Zeitdauer länger oder kürzer als die definierte Ansaugdauer des Einlassnockens sein. Das Erhebungsprofil kann die Nockenhubhöhe, die Nockendauer und/oder die Nockensteuerung beeinflussen. In einem Beispiel wird die Einlassnockenwelle zu einer weiter vorgezogenen Steuerung verschoben. Durch früheres Öffnen des Einlassventils ist es möglich, dass verbranntes Gas in die Einlassöffnung zurückströmt, wodurch es die Luft verdrängt, die normalerweise beim nachfolgenden Einlasshub angesaugt worden wäre. In einem anderen Beispiel kann, wenn die Einlassnockenwelle auf eine verzögertere Steuerung umgestellt wird, das Einlassventil später geöffnet werden. Infolgedessen wird das Einlassventil geschlossen, wenn der Verdichtungshub bereits fortgeschritten ist, was dazu führt, dass die Zylinderluft in die Einlassöffnung zurückgedrückt wird, wobei weniger Luft in dem Zylinder zurückgehalten wird. Eine Steuerung kann dazu imstande sein, die Einlassventildauer durch Längsbewegen der Nockenwelle 68 und Schalten zwischen Nockenprofilen umzuschalten.
  • Dadurch ist jedes Auslassventil 54 zwischen einer geöffneten Stellung, in der Abgas aus dem entsprechenden Zylinder gelassen wird, und einer geschlossenen Stellung, die Gas im Wesentlichen im Zylinder hält und den Austritt von Abgasen aus dem Zylinder blockiert, betätigbar. Somit kann eine zu frühe Öffnung des Auslassventils einen begrenzten Einfluss auf die Luftladung haben. Die Auslassnockenwelle (nicht dargestellt) kann in einem Auslassventilbetätigungssystem enthalten sein, das mit der Steuerung 12 in Verbindung steht. Die Auslassnockenwelle kann einen Auslassnocken beinhalten, der ein Nockenerhebungsprofil zum Öffnen des Auslassventils 54 für eine definierte Auslassdauer aufweist. In einigen Ausführungsformen, bei denen das Auslassventil einer Vielzahl von Zylindern 30 an eine gemeinsame Nockenwelle gekoppelt ist, kann die Auslassnockenwelle zum Betätigen der Auslassventile aller gekoppelten Zylinder betätigt werden. In einigen Ausführungsformen kann die Auslassnockenwelle ferner zusätzliche Auslassnocken mit einem anderen Nockenerhebungsprofil beinhalten, die es ermöglichen, dass das Auslassventil 54 für eine alternative Zeitdauer geöffnet wird. Das Erhebungsprofil kann die Nockenhubhöhe, die Nockendauer und/oder die Nockensteuerung beeinflussen. In einem Beispiel kann, wenn die Auslassnockenwelle auf eine verzögertere Steuerung umgestellt wird, das Abgasventil später geöffnet werden, sodass es möglich ist, dass verbranntes Gas aufgrund einer erhöhten Überlappung mit der Einlassventilöffnung zurück in die Öffnung strömt und dadurch die Luft verdrängt, die während eines nachfolgenden Einlasshubs angesaugt wird. In einem anderen Beispiel kann, wenn die Auslassnockenwelle auf eine weiter vorgezogene Steuerung umgestellt wird, das Abgasventil dann früher mit minimalem Einfluss auf die Luftladung geöffnet werden. Eine Steuerung kann dazu imstande sein, die Auslassventildauer durch Längsbewegen der Auslassnockenwelle und Schalten zwischen Nockenprofilen umzuschalten.
  • Das Einlassventilbetätigungssystem und das Auslassventilbetätigungssystem können ferner Druckstangen, Kipphebel, Stößel usw. beinhalten. Derartige Vorrichtungen und Merkmale können die Betätigung des Einlassventils 52 und des Auslassventils 54 durch Umsetzen einer Drehbewegung der Nocken in eine Verschiebungsbewegung der Ventile steuern. Wie bereits erörtert, können die Ventile ferner über zusätzliche Nockenerhebungsprofile auf den Nockenwellen betätigt werden, wobei die Nockenerhebungsprofile zwischen den verschiedenen Ventilen eine variierende Nockenhubhöhe, eine variierende Nockendauer und/oder eine variierende Nockensteuerung bereitstellen können. Es können jedoch alternative Nockenwellenanordnungen (obenliegend und/oder mit Druckstangen) nach Wunsch verwendet werden. Weiterhin können in einigen Beispielen Zylinder 30 jeweils mehr als ein Auslassventil und/oder Einlassventil aufweisen. In wieder anderen Beispielen kann sowohl das Auslassventil 54 als auch das Einlassventil 52 eines oder mehrerer Zylinder durch eine gemeinsame Nockenwelle betätigt werden. Weiterhin können in einigen Beispielen einige der Einlassventile 52 und/oder Auslassventile 64 durch ihre eigene unabhängige Nockenwelle oder andere Vorrichtung betätigt werden.
  • Der Abgassensor 126 ist der Darstellung nach an den Abgaskanal 48 nachgelagert zur Turbine 164 gekoppelt. Der Sensor 126 kann jeder geeignete Sensor zum Bereitstellen einer Angabe eines Abgasluft-Kraftstoff-Verhältnisses sein, wie z. B. eine lineare Lambdasonde oder UEGO (Breitband- oder Weitbereichslambdasonde), eine Zweizustands-Lambdasonde oder EGO, eine HEGO (beheizte EGO) oder ein NOx-, HC- oder CO-Sensor.
  • Der Darstellung nach sind die Emissionssteuervorrichtungen 71 und 72 nachgelagert zum Abgassensor 126 entlang des Abgaskanals 48 angeordnet. Bei den Vorrichtungen 71 und 72 kann es sich um einen Dreiwegekatalysator (Three-Way Catalyst - TWC), eine NOx-Falle, diverse andere Emissionssteuerungsvorrichtungen oder Kombinationen davon handeln. Beispielsweise kann die Vorrichtung 71 ein TWC sein und kann die Vorrichtung 72 ein Partikelfilter (PF) sein. In einigen Ausführungsformen kann sich das PF 72 nachgelagert zum TWC 71 (wie in 1 dargestellt) befinden, während in anderen Ausführungsformen der PF 72 vorgelagert zum TWC 72 (in 1 nicht dargestellt) positioniert sein kann.
  • Die Steuerung 12 ist in 1 als Mikrocomputer dargestellt, der eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse 104, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, das in diesem konkreten Beispiel als Festwertspeicherchip 106 dargestellt ist, einen Direktzugriffsspeicher 108, einen Keep-Alive-Speicher 110 und einen Datenbus beinhaltet. Die Steuerung 12 kann zusätzlich zu den zuvor erörterten Signalen verschiedene Signale von an den Motor 10 gekoppelten Sensoren empfangen, einschließlich der Messung des eingeleiteten Luftmassenstroms (Mass Air Flow - MAF) von einem Luftmassenstromsensor 120; der Motorkühlmitteltemperatur (Engine Coolant Temperature - ECT) von einem Temperatursensor 112, der an die Kühlhülse 114 gekoppelt ist; eines Profilzündungsaufnahmesignals (Profile Ignition Pickup - PIP) von einem Hall-Sensor 118 (oder einer anderen Art), der an die Kurbelwelle 40 gekoppelt ist; der Drosselstellung (TP) von einem Drosselstellungsensor; des Ladedrucks von einem Drosseleinlassdruck(TIP)-Sensor; und eines Krümmerabsolutdrucksignals, MAP (Absolute Manifold Pressure), von dem Sensor 122. Ein Motordrehzahlsignal, RPM, kann durch die Steuerung 12 aus dem PIP-Signal erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann verwendet werden, um eine Angabe von Unterdruck oder Druck in dem Ansaugkrümmer bereitzustellen. Es ist zu beachten, dass verschiedene Kombinationen der obengenannten Sensoren verwendet werden können, wie z. B. ein MAF-Sensor ohne einen MAP-Sensor oder umgekehrt. Bei stöchiometrischem Betrieb kann der MAP-Sensor eine Angabe des Motordrehmoments geben. Ferner kann dieser Sensor gemeinsam mit der detektierten Motordrehzahl eine Schätzung der Ladung (einschließlich Luft), die in den Zylinder eingeleitet wurde, bereitstellen. In einem Beispiel kann der Sensor 118, der auch als Motordrehzahlsensor verwendet werden kann, eine vorgegebene Anzahl von gleichmäßig beabstandeten Impulsen je Umdrehung der Kurbelwelle erzeugen.
  • Anhand der von den verschiedenen Sensoren aus 1 empfangenen Signale und von Anweisungen, die in einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, kann die Steuerung 12 die verschiedenen Aktoren aus 1 einsetzen, um den Motorbetrieb einzustellen. Beispielsweise kann die Steuerung 12 Signale zum Betätigen der Drossel 64, des ND-AGR-Ventils 152, des HD-AGR-Ventils 142, des VCT-Aktors, der Einlass- und Auslassventile, des Wastegate-Ventils 82 usw. senden. Als ein Beispiel kann die Steuerung 12 dazu ausgelegt sein, ein Signal an einen Aktor, der an sowohl die Ansaugdrossel als auch das Abgas-Wastegate-Ventil gekoppelt ist, in Reaktion auf eine Erhöhung des Drehmomentbedarfs eines Fahrzeugführers zu senden, um unabhängig von einer Veränderung des AGR- und VCT-Plans die Drossel in eine weiter geöffnete Stellung zu bewegen, während das Wastegate-Ventil in eine weiter geschlossene Stellung bewegt wird. Als ein anderes Beispiel kann die Steuerung 12 ein Signal senden, um einen Plan des HD-AGR-Ventils und des VCT-Aktors zu variieren, um den Grad an AGR zu begrenzen, während der Liefergrad des Motors in Reaktion auf die Erhöhung im Drehmomentbedarf erhöht wird, wobei die Pläne unabhängig von der angewiesenen Veränderung der Stellung der Ansaugdrossel und des Wastegate-Ventils variiert werden.
  • Beispielsweise kann die Steuerung 12 dazu ausgelegt sein, ein voraussichtliches Lastdefizit (aLSR), wie in 3 ausgeführt, auf Grundlage einer transienten Erhöhung des Drehmomentbedarfs des Fahrzeugführers festzustellen, und in Reaktion auf die transiente Drehmomenterhöhung kann die Steuerung die Luftwegaktoren entsprechend einstellen, wie in 2 ausgeführt. Das Lastdefizitverhältnis (LSR) ist im hier verwendeten Sinne als das Verhältnis zwischen der aktuellen Motordrehmomentausgabe und der vorhergesagten Motordrehmomentausgabe bei weit geöffneter Drossel und ohne AGR definiert. Beispielhafte Routinen, die zum Einstellen der Luftwegaktoren auf Grundlage eines voraussichtlichen LSR verwendet werden können, sind in den 2-3 beschrieben.
  • Auf diese Weise ermöglichen die Komponenten aus 1 ein Motorsystem, umfassend ein Fahrpedal zum Empfangen eines Drehmomentbedarfs eines Fahrzeugführers; einen Motor, der einen Ansaugkrümmer beinhaltet; einen Turbolader, der einen durch eine Abgasturbine angetriebenen Ansaugverdichter zum Bereitstellen einer verstärkten Luftladung an den Motor beinhaltet; eine Ansaugdrossel, die nachgelagert zum Ansaugverdichter an den Ansaugkrümmer gekoppelt ist; ein Wastegate, das ein über die Abgasturbine gekoppeltes Wastegate-Ventil beinhaltet; ein Abgasrückführungs(AGR)-System, das einen Hochdruck-AGR-Kanal beinhaltet, der ein AGR-Ventil zum Zurückführen von Abgas von vorgelagert zur Abgasturbine zu nachgelagert zum Ansaugverdichter beinhaltet; eine variable Nockensteuerung (VCT). Das Motorsystem kann ferner eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, für Folgendes umfassen: in Reaktion auf eine Erhöhung eines Drehmomentbedarfs eines Fahrzeugführers, die während eines Betriebs mit zumindest etwas AGR und mit der VCT nach einem ersten Plan empfangen wird, Verringern einer Öffnung des AGR-Ventils, während die VCT auf einen zweiten Plan mit einem höheren Liefergrad als der erste Plan umgestellt wird; Erhöhen einer Öffnung der Drossel, während eine Öffnung des Wastegate-Ventils verringert wird, wobei das Erhöhen und Verringern auf dem ersten Plan der VCT beruhen. In einem Beispiel kann das Verringern einer Öffnung des AGR-Ventils auf einem Verhältnis zwischen einer Soll-Motorleistung, die dem erhöhten Drehmomentbedarf des Fahrzeugführers entspricht, und einer vorhergesagten Motorleistung bei weit geöffneter Drossel, wobei das AGR-Ventil vollständig geschlossen ist und die VCT nach dem ersten Plan erfolgt, beruhen. In einem weiteren Beispiel können das Erhöhen und Verringern auf dem ersten Plan der VCT beruhen, einschließlich in Reaktion auf den Drehmomentbedarf eines Fahrzeugführers Halten des Wastegate-Ventils weiter geschlossen auf Grundlage eines niedrigeren Liefergrads des ersten Plans, selbst während die VCT auf den höheren Liefergrad des zweiten Plans umgestellt wird. Die Steuerung kann weitere Anweisungen für Folgendes beinhalten: in Reaktion darauf, dass der Drehmomentbedarf des Fahrzeugführers erfüllt wird, Erhöhen der Öffnung des AGR-Ventils, während die VCT auf den ersten Plan zurückgestellt wird; Verringern einer Öffnung der Drossel, während eine Öffnung des Wastegate-Ventils erhöht wird, wobei das Erhöhen und Verringern auf dem ersten Plan der VCT beruhen. In wieder anderen Beispielen beinhaltet das AGR-System ferner einen Niederdruck-AGR-Kanal, einschließlich eines anderen AGR-Ventils zum Zurückführen von Abgas von nachgelagert zur Abgasturbine zu vorgelagert zum Ansaugverdichter, und wobei die Steuerung weitere Anweisungen zum Einstellen einer Öffnung des anderen AGR-Ventils in Reaktion auf sowohl den Drehmomentbedarf des Fahrzeugführers als auch das Verringern einer Öffnung des AGR-Ventils beinhaltet.
  • Nun wird in Bezug auf 2 eine beispielhafte Routine zum Verbessern einer transienten Drehmomentreaktion eines aufgeladenen Motors nach einer Anforderung eines erhöhten Drehmoments durch einen Fahrzeugführer dargestellt. Anweisungen zum Ausführen des Verfahrens 200 und der übrigen hier enthaltenen Verfahren können durch eine Steuerung auf Grundlage von in einem Speicher der Steuerung gespeicherten Anweisungen und in Verbindung mit von Sensoren des Motorsystems, wie etwa den vorstehend unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Sensoren, empfangenen Signalen ausgeführt werden. Die Steuerung kann Motoraktoren des Motorsystems einsetzen, um den Motorbetrieb gemäß den nachfolgend beschriebenen Verfahren einzustellen.
  • Bei 202 beinhaltet das Verfahren Schätzen von Motorbetriebsbedingungen, wie z. B. Motordrehzahl, Pedalstellung, Drehmomentbedarf eines Fahrzeugführers, Motordrehzahlausgabe, Abgastemperatur, Motorverdünnung, Turbinendrehzahl, Ansaugkrümmerdruck (MAP) und Krümmerluftstrom (MAF), Ladedruck usw. Bei 204 kann bestimmt werden, ob eine Erhöhung des vom Fahrer angeforderten Drehmoments vorliegt. In einem Beispiel kann eine Erhöhung des Drehmomentbedarfs des Fahrers in Reaktion auf eine Pedalbetätigung durch den Fahrzeugführer, die eine Verschiebung des Fahrpedals zur Folge hat, bestätigt werden. Wenn eine Erhöhung im Drehmomentbedarf des Fahrers vorliegt, dann fährt das Verfahren mit 206 fort. Ansonsten geht das Verfahren zu 205 über, wobei die Luftwegaktoren auf ihren Nenneinstellungen gehalten werden und/oder weiterhin auf Grundlage der geschätzten Betriebsbedingungen eingestellt werden. Beispielsweise kann die Steuerung den Motor weiterhin in einem stationären Planungsmodus (Steady-State Scheduling Mode - SSM) betreiben, wobei die VCT auf Nenneinstellungen eingestellt wird, die einem niedrigeren Liefergrad entsprechen, wobei die HD-AGR derart eingestellt wird, dass sie eine Motorverdünnung auf Grundlage von Motordrehzahl-/-lastbedingungen bereitstellt, und wobei die Ansaugdrossel und das Wastegate-Ventil ebenfalls auf Grundlage von Motordrehzahl-/- lastbedingungen betätigt werden. Dann endet das Verfahren.
  • Bei 206 wird nach Bestätigen einer Erhöhung des vom Fahrer angeforderten Drehmoments ein voraussichtliches Lastdefizitverhältnis (aLSR) bestimmt. Wie bei 3 ausgeführt, sagt das Defizitverhältnis ein voraussichtliches Defizit an Luftladung oder Luftstrom und damit ein Motordrehmomentdefizit zwischen der Fahreranforderung und der Kapazität des Motors vorher, während variierende Motorbedingungen (wie z. B. Umgebungsdruck, Krümmertemperatur, Kraftstoffalkoholgehalt usw.) berücksichtigt werden, welche die Kapazität des Motors beeinflussen. Luftwegaktoren des Motors werden dann auf Grundlage des Defizits eingestellt, sodass ein schnellerer und reibungsloserer Übergang zum gewünschten Ladedruck besser bereitgestellt werden kann. Sobald das aLSR bestimmt wurde, geht das Verfahren zu 208 über.
  • Bei 208 wird das bestimmte Lastdefizitverhältnis mit einem Schwellenwert verglichen und wird bestimmt, ob das aLSR größer als der Schwellenwert ist. In einem Beispiel kann der Schwellenwert in Abhängigkeit der Motorlast oder Luftlademenge eingestellt werden, die zum Betreiben des Motors bei Bedingungen mit weit geöffneter Drossel (WOT) und ohne AGR erforderlich sind. Beispielsweise kann der Schwellenwert auf 1,0 entsprechend der maximalen Vorgabe der Drossel zum Bereitstellen einer schnellen Reaktion eingestellt werden. Wenn das Lastdefizitverhältnis den Schwellenwert überschreitet, kann daraus geschlossen werden, dass eine jede zusätzliche Drehmomentanforderung erfordern kann, dass eine Aufladung aufgebaut wird, wodurch es zu einer Verzögerung in der Drehmomentausgabe des Motors kommt. Beispielsweise kann, sobald der Schwellenwert überschritten wird, ein weiterer Ladedruck erfordern, dass die Abgasturbine und der Ansaugverdichter hochdrehen, was ein Turboloch zur Folge hat, das die Motorleistung beeinträchtigen und dazu führen kann, dass der Fahrzeugführer eine träge Fahrzeugreaktion wahrnimmt.
  • Wenn das aLSR unter dem Schwellenwert liegt, dann kann die Motorsteuerung bei 210 dazu ausgelegt sein, den Motor weiterhin gemäß dem stationären Planungsmodus (SSM) zu betreiben. In einem Beispiel kann der SSM Betreiben des Motors mit einem Nennplan für VCT und AGR beinhalten, der typischerweise durch ein stationäres Motorkennfeld erhalten wird, um die beste Kraftstoffeffizienz mit Einschränkungen bei Verbrennungsstabilität und Emissionen bereitzustellen. Beispielsweise kann mit dem Kennfeld der Motor-BSFC geschätzt und AGR- und VCT-Pläne festgestellt werden, welche den niedrigsten BSFC für eine jeweilige Motorbetriebsbedingung bereitstellen. Somit kann durch einen Betrieb im SSM-Modus die Kraftstoffeffizienz bei gemäßigtem Fahren verbessert werden. Das Betreiben im SSM beinhaltet bei 212 Einstellen der Ansaugdrosselöffnung in Reaktion auf das vom Fahrer angeforderte Drehmoment. In einem Beispiel kann, während sich das angeforderte Drehmoment erhöht, die Öffnung der Ansaugdrossel erhöhen. In einem anderen Beispiel kann die Öffnung der Ansaugdrossel auf dem Ist-Krümmerdruck oder -Ladedruck im Verhältnis zu einem Ziel-Ladedruck auf Grundlage des vom Fahrer angeforderten Drehmoments beruhen, wobei die Öffnung der Ansaugdrossel erhöht wird, während eine Differenz zwischen dem Ist-Ladedruck und dem Ziel-Ladedruck zunimmt.
  • Weiterhin kann die Steuerung bei 214 eine Öffnung eines AGR-Ventils einstellen, um eine gewünschte Motorverdünnung bereitzustellen, wobei die Motorverdünnung auf Grundlage von Motordrehzahl-/-lastbedingungen bestimmt wird. Als ein Beispiel kann eine höhere Motorverdünnung bei niedrigen bis mittleren Motordrehzahl-/-lastbedingungen angefordert werden, während eine niedrigere Motorverdünnung bei mittleren bis hohen Motordrehzahl-/- lastbedingungen angefordert werden kann. Die Steuerung kann die Öffnung eines HD-AGR-Ventils einstellen, um die gewünschte Motorverdünnung durch Zurückführen von Abgas von vorgelagert zur Turbine zu nachgelagert zu einem Verdichter bereitzustellen. In einem anderen Beispiel kann die Steuerung in Reaktion auf den Drehmomentbedarf des Fahrzeugführers bei einem Betrieb im SSM-Modus das HD-AGR-Ventil schließen oder das AGR-Ventil geschlossen halten, falls es bereits geschlossen ist. Durch Schließen des AGR-Ventils kann eine Luftladungsverdünnung verringert und damit der Ladedruck, der zum Erzielen der gewünschten Drehmomentausgabe erforderlich ist, schnell erreicht werden, ohne dass eine transiente Drehmomentreaktion bereitgestellt werden muss. Darüber hinaus kann die Steuerung ein ND-AGR-Ventil schließen, das Abgas von nachgelagert zur Turbine zu vorgelagert zum Verdichter zurückführt. In anderen Beispielen kann ein Öffnungsgrad des HD-AGR-Ventils mit dem Öffnungsgrad des ND-AGR-Ventils abgestimmt werden, um die gewünschte Motorverdünnung bereitzustellen.
  • Das Betreiben im SSM-Modus beinhaltet ferner bei 216 Planen von VCT, um einen ersten niedrigeren Liefergrad bereitzustellen. Auf diese Weise können die Luftwegaktoren (VCT und AGR) derart eingestellt werden, dass ein ausreichender Luftstrom in den Ansaugkrümmer bereitgestellt wird, um die Soll-Drehmomentausgabe zu erreichen.
  • Bei 218 beinhaltet das Betreiben im SSM-Modus ferner, dass die Steuerung Ladeaktoren, einschließlich eines Wastegate-Ventils, das in einem Wastegate über die Abgasturbine gekoppelt ist, auf Grundlage der Fahreranforderung und des Soll-Drehmomentprofils (oder Soll-Luftladungsprofils) plant. In einem Beispiel kann bei steigendem angefordertem Drehmoment (oder steigender angeforderter Luftlademenge) die Öffnung des Wastegate-Ventils verringert werden. In einem anderen Beispiel kann die Öffnung des Wastegate-Ventils auf dem Ist-Krümmerdruck oder -Ladedruck im Verhältnis zu einem Ziel-Ladedruck auf Grundlage des vom Fahrer angeforderten Drehmoments beruhen, wobei die Öffnung des Wastegate-Ventils verringert wird, während eine Differenz zwischen dem Ist-Ladedruck und dem Soll-Ladedruck zunimmt.
  • Dahingegen kann, wenn das aLSR (bestimmt bei Schritt 206) größer als der Schwellenwert ist, die Motorsteuerung dann bei 220 dazu ausgelegt sein, den Motor gemäß einem transienten Planungsmodus (Transient Response Mode - TRM) zu betreiben. In einem Beispiel kann der TRM aktiviert werden, um eine Soll-Last während Transienten in Erwartung eines Turbolochs bereitzustellen, wie z. B. während einer plötzlichen Erhöhung im Drehmomentbedarf eines Fahrzeugführers nach einer stärkeren Pedalbetätigung.
  • In Reaktion auf die plötzliche Erhöhung im Drehmomentbedarf kann die Ansaugdrosselöffnung bei 221 auf eine weiter geöffnete Stellung (z. B. vollständig in die weit geöffnete Drosselstellung, WOT, geöffnet) eingestellt werden, um eine stärker druckbeaufschlagte Luftladung in den Ansaugkrümmer zu ermöglichen, um eine Erhöhung des Ladedrucks und der Drehmomentausgabe zu beschleunigen. Es versteht sich, dass die Ansaugdrossel unabhängig von den HD-AGR- und VCT-Plänen und unter Annahme der niedrigeren Liefergradeinstellung des SSM-Modus geplant werden kann.
  • Die Erfinder haben erkannt, dass während einer Pedalbetätigungstransiente, wenn der Fahrer eine erhöhte Last anfordert, der Bedarf schnell erfüllt werden kann, wenn er die Drosselvorgabe nicht überschreitet. Mit anderen Worten besteht dann, wenn eine Öffnung der Drossel ausreicht, um den erhöhten Luftstrombedarf zu erfüllen, keine unmittelbare Notwendigkeit dafür, etwas anderes zu unternehmen. Wenn die Drosselvorgabe hingegen erschöpft ist, wie auf Grundlage des aLSR bestimmt, besteht eine Gelegenheit, Luftwegaktoren, wie z. B. zur VCT und AGR, die schneller als der Turbolader sind, für eine verbesserte Reaktion (und zur schnelleren Abgabe des angeforderten erhöhten Luftstroms) zu bewegen. Dies wird durch Aktivieren des TRM erreicht. Sobald der TRM aktiviert ist, können die Ladeaktoren mit Luftwegaktoren abgestimmt werden, sodass der Motor schnell und reibungslos in den SSM-Modus zurückgeführt werden kann, um die Kraftstoffeffizienz zu maximieren, ohne Probleme im Fahrverhalten auszulösen.
  • Bei 222 beinhaltet das Betreiben im TRM Begrenzen der AGR in Abhängigkeit des aLSR. Beispielsweise kann das AGR(z. B. HD-AGR)-Ventil auf Grundlage des aLSR derart eingestellt werden, das es weniger geöffnet ist, um die Motorverdünnung zu verringern. In einem Beispiel wird die AGR proportional zu einer durch (1-aLSR) definierten Funktion begrenzt. Bei einer alternativen Funktion wird die AGR proportional zu einer Differenz zwischen dem aLSR und dem Schwellenwert begrenzt. Die Steuerung kann ein Kennfeld, eine Lookup-Tabelle, einen Algorithmus oder eine andere Funktion verwenden, die das berechnete aLSR (wie gemäß dem bei 3 beschriebenen Verfahren berechnet) als Eingabe verwendet und eine Ziel-HD-AGR-Ventilstellung als Ausgabe bereitstellt. In einem Beispiel beinhaltet das Begrenzen der HD-AGR proportional zum Defizitverhältnis vollständiges Schließen des HD-AGR-Ventils. Durch Verringern der HD-AGR wird der Anteil des Ansaugkrümmers, der mit Frischluft befüllt wird, erhöht, wodurch sich zusammen mit der Erhöhung der Drosselöffnung die Motordrehmomentausgabe erhöht. Dies führt wiederum zu einer schnelleren Beschleunigung beim Hochdrehen der Turbine, um ein erhöhtes Motordrehmoment sowie ein Abgas höherer Enthalpie, das aus dem Zylinder austritt, die Turbine speist und den Verdichter antreibt, bereitzustellen. In einigen Beispielen kann zusätzlich eine ND-AGR auf Grundlage der HD-AGR-Planung eingestellt werden, wie z. B. auf eine weniger geöffnete Stellung, um die Motorverdünnung weiter zu verringern. Es versteht sich, dass die AGR geplant werden kann, während der VCT-Plan beibehalten wird und während der niedrigere Liefergrad des SSM-Modus angenommen wird. Darüber hinaus kann die HD-AGR unabhängig von der Einstellung der Drossel und des Wastegate-Ventils geplant werden. Dadurch ist es möglich, die AGR gerade weit genug zu planen, wie nötig ist, um den Fahrerbedarf zu erfüllen, wodurch die Notwendigkeit für unnötig aggressive und potenziell kraftstoffineffiziente Vorgänge verringert wird.
  • Sobald die AGR auf Grundlage des aLSR eingestellt wurde, beinhaltet das Verfahren bei 224 erneut Bestimmen, ob das aLSR immer noch über einem Schwellenwert liegt. Das heißt, es kann bestimmt werden, ob ein Drehmoment- oder Lastdefizit vorhergesagt wird, nachdem die Drosselvorgabe erschöpft ist und nachdem die HD-AGR begrenzt ist. Wenn der aktualisierte aLSR-Wert unter den Schwellenwert fällt, kann daraus geschlossen werden, dass die Erhöhung im Drehmomentbedarf eines Fahrzeugführers durch Einstellen der HD-AGR allein erfüllt werden kann und Einstellungen weiterer Luftwegaktoren nicht erforderlich sind. Demnach kann bei 226 die VCT auf einem Nennplan gehalten werden, der einer niedrigeren Liefergradeinstellung entspricht. Wenn der aktualisierte aLSR-Wert über dem Schwellenwert liegt, kann daraus geschlossen werden, dass Einstellungen weiterer Luftwegaktoren, wie z. B. VCT-Einstellungen, nötig sind, um den Drehmomentbedarf zu erfüllen und die Möglichkeit eines zukünftigen Drehmomentdefizits zu verringern.
  • Wenn das aLSR größer als ein Schwellenwert nach der AGR-Einstellung ist, dann geht das Verfahren zu 228 über, wobei VCT auf einen Plan umgestellt wird, der einen zweiten Liefergrad bereitstellt, der höher als der erste Liefergrad ist. In einem Beispiel kann die VCT gegenüber dem Plan mit dem ersten niedrigeren Liefergrad zum Plan mit dem zweiten höheren Liefergrad vorgezogen oder verzögert werden. Während der Plan mit dem niedrigeren Liefergrad bei gleichmäßigem Fahren effizienter ist, kann die Reaktion auf einen transienten Fahrerbedarf durch Umstellen auf den Plan mit dem höheren Liefergrad verbessert werden. Beispielsweise kann die Steuerung der Einlassventilöffnung beim zweiten Plan in Bezug auf den ersten Plan vorgezogen werden, um einen erhöhten Liefergrad bereitzustellen. Der Grad des Vorziehens kann in diesem Beispiel derart ausgewählt werden, dass das durch das aLSR angegebene Defizit ausgeglichen wird.
  • Bei 230 können Ladeaktoren, einschließlich des Abgas-Wastegate-Ventils, auf Grundlage des Fahrerbedarfs geplant werden. Beispielsweise kann die Öffnung des Abgas-Wastegate-Ventils verringert werden, wie z. B. auf eine vollständig geschlossene Stellung, um das Hochdrehen der Turbine zu beschleunigen. Es versteht sich, dass das Wastegate-Ventil unabhängig von den HD-AGR- und VCT-Plänen und unter Annahme der niedrigeren Liefergradeinstellung des SSM-Modus geplant werden kann. Durch Einstellen des Wastegate-Ventils auf eine weiter geschlossene Stellung wird der Abgasstrom durch die Turbine erhöht, wodurch ein Turboloch verringert und die Bereitstellung des angeforderten Ladedrucks verbessert wird. Durch Planen des Wastegate-Ventils unabhängig von einer Veränderung der AGR- und VCT-Pläne können die Ladeaktoren derart positioniert werden, dass sie den Ladedruck auf ein Niveau bringen, das nötig ist, um reibungslos zurück zum Ladedruck im SSM-Plan zurückzukehren und diesen beizubehalten, sobald der Drehmomentbedarf (oder Luftstrombedarf) erfüllt ist. In einem Beispiel hat das Planen des Wastegate-Ventils unabhängig von der Veränderung der AGR- und VCT-Pläne zur Folge, dass das Wastegate-Ventil weiter geschlossen und/oder für eine längere Zeitdauer geschlossen bleibt als im Vergleich zu einer Wastegate-Stellung auf Grundlage der VCT-Stellung (entsprechend einem höheren Liefergrad) und des AGR-Grads (z. B. des begrenzteren AGR-Grads) während des transienten Modus, um ein schnelleres Hochdrehen der Turbine und eine schnellere Turboladerreaktion zu ermöglichen.
  • Bei 232 wird bestimmt, ob der Soll-/Ziel-Ladedruck erreicht wurde. Wenn der Soll-Ladedruck, der dem Drehmomentbedarf eines Fahrzeugführers entspricht, erreicht wurde, dann geht das Verfahren zu 236 über, wobei die Luftwegaktoren auf ihre Nenneinstellungen zurückgestellt werden. Beispielsweise kann die HD-AGR gemäß der Motordrehzahl/-last geplant werden, um die Motorverdünnung zu erhöhen, wie z. B. durch Erhöhen der Öffnung des HD-AGR-Ventils (und des ND-AGR-Ventils in Abstimmung mit dem HD-AGR-Ventil). Darüber hinaus kann die VCT auf eine Nenneinstellung, die einem niedrigeren Liefergrad entspricht, zurückgestellt (z. B. vorgezogen oder verzögert) werden. Wenn der Ziel-Ladedruck nicht erreicht wird, kehrt das Verfahren zu 234 zurück, wobei die VCT und AGR weiter gemäß dem TRM-Modus eingestellt werden, wobei die HD-AGR weiter begrenzt ist, und die VCT auf eine Einstellung umgestellt wird, welche den Liefergrad weiter erhöht.
  • Es versteht sich, dass, während das Verfahren ein Einstellen der Aktoren in Reaktion auf das vorhergesagte Last- oder Luftstromdefizitverhältnis darstellt, die Aktoren in alternativen Beispielen in Reaktion auf ein vorhergesagtes Drehmomentdefizitverhältnis eingestellt werden können, das auf Grundlage des Last- oder Luftstromdefizitverhältnisses berechnet wird.
  • Auf diese Weise kann die transiente Drehmomentreaktion während einer Erhöhung im Drehmomentbedarf eines Fahrzeugführers verbessert werden. Durch Öffnen einer Ansaugdrossel und Schließen eines Abgas-Wastegate-Ventils auf Grundlage des Drehmomentbedarfs unabhängig von einer Veränderung bei AGR und VCT und gleichzeitiges Planen der AGR und VCT auf Grundlage eines Last- oder Drehmomentdefizitverhältnisses unabhängig von einer Ist-Stellung der Ansaugdrossel und des Wastegate-Ventils können eine Drehmomentüberkompensation und potenzielle kraftstoffineffiziente Vorgänge vermieden werden. Weiterhin kann eine bereitgestellte Ist-Drehmomentreaktion einer Soll-Drehmomentreaktion besser folgen, wodurch sich die Notwendigkeit für einen Drehmoment- oder Luftpuffer verringert.
  • Ferner kann durch gleichzeitiges Planen von AGR und VCT auf Grundlage des vorhergesagten Last- oder Drehmomentdefizitverhältnisses die AGR-Planung begrenzt werden, während die VCT auf einem niedrigeren Liefergrad gehalten wird, wenn das vorhergesagte Defizitverhältnis niedriger als ein Schwellenwert ist. Weiterhin kann, wenn das Defizitverhältnis höher als ein Schwellenwert ist, die VCT von einem niedrigeren Liefergrad auf einen höheren Liefergrad umgestellt werden.
  • In Bezug auf 3 wird nun eine beispielhafte Routine zum Bestimmen eines aLSR beschrieben. Durch Vorhersagen des aLSR kann ein Last- oder Drehmomentdefizit vorhergesagt werden, was es der Motorsteuerung ermöglicht, eine robustere Motordrehmomentreaktion in Situationen bereitzustellen, in denen eine Erhöhung des Drehmomentbedarfs durch einen Fahrzeugführer angefordert wird. Es versteht sich, dass das Verfahren 300 eine beispielhafte Routine zum Berechnen eines aLSR veranschaulicht und dass andere Routinen, Kennfelder, Lookup-Tabellen und Algorithmen von der Steuerung zum Schätzen eines aLSR verwendet werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen.
  • Bei 302 kann eine Fahrpedalstellung in eine Schätzung einer angeforderten Motorlast übersetzt werden. In einem Beispiel kann die angeforderte Motorlast anhand einer Lookup-Tabelle bestimmt werden, die auf Grundlage der Motorlast in Korrelation mit verschiedenen Kombinationen eines Bereichs von Fahrpedalstellungen indexiert ist. In einem anderen Beispiel kann das Verfahren die Ist-Pedalstellungsbetätigung (PP) von einem Sensor (wie z. B. dem PP-Sensor 134 aus 1) im Verhältnis zu geschlossenen Pedal- und weit geöffneten Pedalstellungen als Referenz auslesen und die Motorlast auf Grundlage einer bestimmten Beziehung zwischen Pedalbetätigung und einer Soll-Motorlast berechnen. Sobald die angeforderte Motorlast für eine jeweilige Pedalstellung bestimmt wurde, geht das Verfahren zu 304 über.
  • Bei 304 wird eine Motorlast vorhergesagt, die auf Grundlage der Motorkapazität bereitgestellt werden kann. Insbesondere wird die vorhergesagte Motorlast unter der Annahme, dass der Motor mit einer vollständig geöffneten Drossel (z. B. bei WOT) und ohne Bereitstellung einer AGR betrieben wird, wie z. B. unter Verwendung eines Motorkapazitätsmodells, berechnet. In einem Beispiel können Motorlasten, die bei verschiedenen Motordrehzahlen ohne AGR und WOT möglich sind, zuvor in einem Kennfeld (z. B. während der Motorkalibrierung) aufgezeichnet und im Speicher der Steuerung gespeichert werden und können von der Steuerung zum Vorhersagen der Motorlast abgerufen werden. In einem Beispiel kann die vorhergesagte Motorlast aus einer vorgegebenen Beziehung zwischen Drosselstellung, Luftmassenstrom und Motorlast zugeordnet werden. Sobald die vorhergesagte Motorlast bei weit geöffneter Drossel und ohne AGR bestimmt wurde, geht das Verfahren zu 306 über.
  • Bei 306 wird ein Lastdefizitverhältnis (LSR) als Verhältnis von angeforderter Motorlast zu vorhergesagter Motorlast berechnet. In einem Beispiel stellt ein Lastdefizitverhältnis von 1 die maximale Drehmomentausgabe dar, die unter Bedingungen mit weit geöffneter Drossel bereitgestellt werden kann, und kann eine zusätzliche Drehmomentanforderung über LSR = 1 einen Ladungsaufbau erfordern. Wenn das Verhältnis z. B. 1 beträgt, kann vorhergesagt werden, dass sich die Vorgabe der schnell wirkenden Drossel erschöpfen und eine zusätzliche Drehmomentanforderung einen Aufbau von Ladung erfordern wird, bei dem es sich um einen langsameren Prozess handelt, der eine Drehmomentverzögerung zur Folge hat. Durch Vorhersagen des zukünftigen Werts des LSR und entsprechendes Einstellen der Luftwegaktoren wird das Ansprechen des Motors weiter verbessert. In einem Beispiel kann der Motor im SSM-Modus betrieben werden, wenn der LSR unter 1 liegt, und im TRM-Modus, wenn der LSR größer als 1 ist. Sobald der LSR-Wert bestimmt wurde, geht das Verfahren zu 308 über.
  • Bei 308 werden ein oder mehrere Voreilfilter auf das berechnete LSR angewandt, um einen voraussichtlichen LSR-Wert vorherzusagen. In einem Beispiel kann das aLSR durch die Verwendung einer oder mehrerer aus Voreilfilterungs- und Vorhersage- und Vorschauinformationen vorhergesagt werden. In einem Beispiel kann ein Voreilfilter durch die folgenden Gleichungen umgesetzt werden: X ( k ) = ( 1 − f ) ∗ X ( k − 1 ) + f ∗ L S R ( k )
    Figure DE102018108075A1_0001
     a L S R ( k ) = ( 1 − r ) ∗ X ( r ) + r ∗ L S R ( k )
    Figure DE102018108075A1_0002
    wobei k ein Zeitindex ist, X(k) eine Hilfsvariable ist und (f, r) geeignet ausgewählte Parameter sind. Weiterhin können eines oder mehrere aus Fahrerbetriebsverlauf, Navigationseingaben, einschließlich Straßen- und Verkehrsbedingungen, und Fahrzeugdaten in das Filterungssystem integriert werden, um die Genauigkeit der aLSR-Vorhersage zu verbessern. Beispielsweise können die Parameter (f, r) in Reaktion auf den Verlauf des Fahrstils und die aktuellen Verkehrsbedingungen eingestellt werden. In diesem Beispiel können die Parameter für dynamischere Fahr- und Verkehrsbedingungen erhöht werden, um einen verstärkten Eingriff durch das System und eine erhöhtes Drehmomentansprechen bereitzustellen. In einem anderen Beispiel kann das aLSR in Reaktion auf Vorschauinformationen, wie z. B. bevorstehende Überholmanöver oder zunehmende Straßensteigung, erhöht werden, um den Drehmomentpuffer, der schnell verfügbar ist, effektiv zu erhöhen.
  • Auf diese Weise kann in Reaktion auf einen Drehmomentbedarf eines Fahrzeugführers eine Motorsteuerung eines turbogeladenen Motors auf Grundlage des Drehmomentbedarfs unabhängig von einer Veränderung eines Plans für Abgasrückführung (AGR) und variable Nockensteuerung (VCT) eine Ansaugdrossel öffnen und ein Wastegate-Ventil schließen. Infolgedessen kann ein Motor von Nennbedingungen eines stationären Betriebsmodus zu einem transienten Reaktionsmodus übergehen, der es ermöglicht, dass das Drehmomentansprechen verbessert und das Soll-Drehmomentprofil besser befolgt wird. Gleichzeitig kann die Steuerung die AGR und VCT auf Grundlage eines vorhergesagten Drehmomentdefizitverhältnisses unabhängig von einer Ist-Stellung der Ansaugdrossel und des Wastegate-Ventils planen. Weiterhin kann die Steuerung ein vorhergesagtes Drehmomentdefizit auf Grundlage einer Differenz zwischen einer Ist-Motordrehmomentausgabe und einer vorhergesagten Motordrehmomentausgabe bei weit geöffneter Drossel und ohne AGR schätzen und dann das vorhergesagte Drehmomentdefizit auf Grundlage des vorhersagten Drehmomentdefizits im Verhältnis zum Drehmomentbedarf eines Fahrzeugführers berechnen. Überdies kann das vorhergesagte Drehmomentdefizitverhältnis ferner auf einem oder mehreren aus Fahrerbetriebsverlauf, Navigationseingaben, einschließlich Straßen- und Verkehrsbedingungen, und Fahrzeugdaten beruhen. In einem Beispiel kann das Öffnen der Ansaugdrossel und das Schließen des Wastegate-Ventils auf Grundlage des Drehmomentbedarfs Schätzen eines Ziel-Ladedrucks auf Grundlage des Drehmomentbedarfs und Erhöhen der Öffnung der Ansaugdrossel, während die Schließung des Wastegate-Ventils bei zunehmendem Ziel-Ladedruck erhöht wird, beinhalten. In einem anderen Beispiel kann das gleichzeitige Planen von AGR und VCT auf Grundlage des vorhergesagten Drehmomentdefizitverhältnisses Begrenzen der AGR, während die VCT bei einem ersten Plan gehalten wird, wenn das vorhergesagte Drehmomentdefizitverhältnis niedriger als ein Schwellenwert ist, und Begrenzen der AGR, während die VCT vom ersten Plan auf einen zweiten Plan umgestellt wird, wenn das vorhergesagte Drehmomentdefizitverhältnis höher als der Schwellenwert ist, beinhalten, wobei der erste Plan einen niedrigeren Liefergrad als der zweite Plan aufweist. Im hier verwendeten Sinne beinhaltet das Umstellen der VCT von dem ersten Plan auf den zweiten Plan in einem Beispiel Vorziehen oder Verzögern der VCT vom niedrigeren Liefergrad zum höheren Liefergrad. Das Öffnen der Ansaugdrossel und das Schließen des Abgas-Wastegate-Ventils unabhängig von einer Veränderung im VCT-Plan kann Einstellen eines Öffnungsgrads der Ansaugdrossel und eines Schließungsgrads des Wastegate-Ventils auf Grundlage des niedrigeren Liefergrads des ersten VCT-Plans beinhalten. Der turboaufgeladene Motor kann eine Abgasturbine beinhalten, die einen Ansaugverdichter antreibt, wobei das Wastegate-Ventil an die Abgasturbine gekoppelt ist, wobei die AGR eine Hochdruck-AGR (HD-AGR) ist, die von vorgelagert zur Abgasturbine zu nachgelagert zum Ansaugverdichter zurückgeführtes Abgas einschließt. Die Steuerung kann ferner dazu ausgelegt sein, einen Niederdruck-AGR-Plan auf Grundlage der Begrenzung der HD-AGR einzustellen, wobei die Niederdruck-AGR von nachgelagert zur Abgasturbine zu vorgelagert zum Ansaugverdichter zurückgeführtes Abgas einschließt. In Reaktion darauf, dass der Ziel-Ladedruck erreicht wird, kann die Steuerung die VCT auf den ersten Plan mit dem niedrigeren Liefergrad zurückstellen und die AGR erhöhen. Infolgedessen können Nennbedingungen eines stationären Betriebsmodus wiederhergestellt werden.
  • Auf diese Weise kann die Motorsteuerung verschiedene Motorbetriebsmodi in Abhängigkeit der vorhergesagten aLSR-Werte genau planen. Dadurch kann der aufgeladene Motor dazu imstande sein, die Drehmomentausgabe bereitzustellen, die zur Aufrechterhaltung des SSM-Modus nötig ist, während ein schneller und reibungsloser Übergang vom TRM- zum SSM-Modus bereitgestellt wird.
  • In Bezug auf 4 wird nun ein Diagramm gezeigt, das eine Ausgangsmotorlastreaktion mit einer Motorlastreaktion auf Grundlage des Ansatzes mit dem voraussichtlichen Drehmomentdefizit aus 2 (hier auch als voraussichtliche Motorlastreaktion bezeichnet) nach einer Erhöhung im Drehmomentbedarf eines Fahrzeugführers vergleicht. Das Kennfeld 400 zeigt ein Beispiel für eine Ist-Motorlast und eine voraussichtliche Motorlast eines turboaufgeladenen Benzinmotors mit Direkteinspritzung (Gasoline Turbocharged Direct Injection - GTDI) bei zunehmender Pedalstellung entlang der y-Achsen. Die Zunahme der Pedalstellung, die bei Verlauf 410 dargestellt ist, weist auf einen Drehmomentbedarf des Fahrzeugführers hin, wobei der Drehmomentbedarf zunimmt, wenn das Pedal weiter gedrückt wird. Alle Verläufe sind in Abhängigkeit der Zeit entlang der x-Achse dargestellt. In einem Beispiel handelt es sich bei dem Motor um einen 2,0-1-GTDI-Motor und erfolgt die Reaktion für den Motor bei Pedalbetätigung ab 45 mph. Der Verlauf 402 zeigt die angeforderte Motorlast, die sich in Reaktion auf die Erhöhung der Pedalstellung, die von Verlauf 410 dargestellt wird, erhöht. Der Verlauf 408 zeigt die Ausgangsmotorlastreaktion und der Verlauf 406 zeigt die voraussichtliche Motorlastreaktion. Im hier verwendeten Sinne bezieht sich Last auf die normierte Zylinderluftladung. Es versteht sich, dass die Last von Verlauf 408 auch als eine Luftladung oder Luftmasse anzeigend angesehen werden kann. Durch Vergleichen von Verlauf 408 und Verlauf 406 wird bestimmt, dass die voraussichtliche Motorlastreaktion 406 insgesamt näher an der Soll-Motorlast während des Manövers ist. Insbesondere ist festzustellen, dass die Anfangszeit mit geringem Defizit signifikant verlängert ist, was auf eine wahrnehmbar bessere Verbundenheit zwischen Bedarf und Anforderung hinweist. Die voraussichtliche Motorreaktion 406 wird verbessert, weil das Defizit (bei Zeitdauer 407 zwischen t1 und t2 dargestellt) zwischen dem Bedarf und der Anforderung früher erkannt wird, was einen früheren Aktoreneingriff im Vergleich zu während der Ausgangsreaktion (Verlauf 408) zur Folge hat. 4 zeigt die Verbesserungen in der Motorlastreaktion, d. h. die Luftzufuhrkapazität des Motors. Als Nächstes sind in 5 Verbesserungen der Motordrehmomentreaktion dargestellt, die zu einer verbesserten Fahrzeugbeschleunigungsreaktion führen.
  • In Bezug auf 5 wird nun ein Diagramm gezeigt, das eine Ausgangsmotordrehmomentreaktion mit einer Motordrehmomentreaktion auf Grundlage des Ansatzes mit dem voraussichtlichen Drehmomentdefizit aus 2 (hier auch als voraussichtliche Motordrehmomentreaktion bezeichnet) nach einer Erhöhung im Drehmomentbedarf eines Fahrzeugführers vergleicht. Das Kennfeld 500 zeigt ein Beispiel für eine Motordrehmomentreaktion in Abhängigkeit der Zeit ab einem effektiven Bremsmitteldruck (Brake Mean Effective Pressure - BMEP) von 1 bar bei stationärer Last für einen Motor bei 1750 U/min. In einem Beispiel handelt es sich bei dem Motor um einen 2,7-1-GTDI-Motor.
  • Der Verlauf 504 zeigt die Drehmomentreaktion des Ausgangsmotors ohne den Ansatz mit voraussichtlichem Drehmomentdefizit. Bei der Ausgangsmotordrehmomentreaktion 504 nimmt die Erhöhung im Drehmomentbedarf kontinuierlich mit einer angegebenen Geschwindigkeit im Verlauf der Zeit zu, wobei Lade- und Luftwegaktoren gemäß dem stationären Modus (SSM) geplant werden. Infolgedessen liegt eine träge Anfangsdrehmomentreaktion vor, die hier durch ein Plateau beim Motordrehmoment während eines Zeitraums dl zwischen t1 und t2 dargestellt ist. Die Erhöhung im Motordrehmoment, die langsamer als gewünscht ist, wird durch ein Drehmomentdefizit verursacht, wobei das vom Fahrzeugführer angeforderte Drehmoment größer als die Drehmomentkapazität des Motordrehmoments bei weit geöffneter Drossel und ohne AGR ist. Der Verlauf 502 stellt die Motordrehmomentreaktion dar, wenn ein voraussichtliches LSR von der Steuerung vorhergesagt wurde und wenn Luftweg- und Ladeaktoren gemäß dem transienten Reaktionsmodus (TRM) geplant wurden. Während des TRM wird, wie bei Verlauf 502 gezeigt, das Drehmomentdefizit bei d1 vorhergesagt und stellt daher in Erwartung des Defizits die Steuerung die Ansaugdrossel und das Abgas-Wastegate-Ventil auf Grundlage des erhöhten Drehmomentbedarfs ein, während gleichzeitig HD-AGR und VCT unabhängig von der Ist-Stellung der Ansaugdrossel und des Abgas-Wastegate-Ventils geplant werden. Beispielsweise kann die Steuerung für die Zeitdauer dl die Ansaugdrossel in ihrer weit geöffneten Stellung halten, das Wastegate-Ventil vollständig geschlossen halten und gleichzeitig ein HD-AGR-Ventil so einstellen, dass es vollständig geschlossen wird, während die VCT auf eine Steuerung vorgezogen wird, die den Liefergrad erhöht. Dann kann nach t2 das HD-AGR-Ventil geöffnet werden, um die Motorverdünnung zu erhöhen, während die VCT auf eine Steuerung verzögert wird, die einen niedrigeren Nennliefergrad bereitstellt. Darüber hinaus können die Öffnung der Ansaugdrossel und die Öffnung des Wastegate-Ventils gemäß dem Drehmomentbedarf wie im stationären Modus eingestellt werden.
  • In Bezug auf 6 werden beispielhafte Einstellungen von Lade- und Luftwegaktoren dargestellt, um eine transiente Drehmomentreaktion während einer Erhöhung des Drehmomentbedarfs eines Fahrzeugführers zu ermöglichen. Das Kennfeld 600 stellt die Pedalstellung (PP) bei Verlauf 602 dar. Die Pedalstellung zeigt einen Drehmomentbedarf eines Fahrzeugführers an, wobei der Drehmomentbedarf zunimmt, wenn das Pedal weiter gedrückt wird. Das Kennfeld 600 zeigt eine Motordrehmomentausgabe bei Verlauf 604, einen Ladedruck bei Verlauf 606, eine Ansaugdrosselstellung bei Verlauf 610, eine VCT-Einstellung bei Verlauf 612, Veränderungen der Stellung eines Wastegate-Ventils bei Verlauf 614 und der Stellung eines HD-AGR-Ventils bei Verlauf 616. Das Wastegate-Ventil wird geöffnet, um zu ermöglichen, dass Abgas die Turboladerturbine umgeht, wodurch die Turbine herunterdreht, um den Ladedruck zu verringern, oder geschlossen, um mehr Abgas durch die Turbine zu leiten, wodurch die Turbine hochdreht, um den Ladedruck zu erhöhen. Alle Verläufe sind in Abhängigkeit der Zeit entlang der x-Achse dargestellt. Die Zeitmarkierungen t1-t6 stellen bedeutende Zeitpunkte während des Motorbetriebs dar.
  • Zwischen t0 und t1 wird das Fahrzeug in Reaktion auf einen niedrigen Drehmomentbedarf eines Fahrzeugführers mit Nenneinstellungen und einer relativ niedrigen Motordrehmomentausgabe betrieben (Verlauf 604). Der Ladedruck liegt beim Nennwert. Der niedrigere Fahrerbedarf wird durch teilweises Öffnen der Ansaugdrossel erfüllt, um ein Profil mit niedriger Motordrehzahl/-last auf Grundlage des niedrigeren Fahrerdrehmomentbedarfs bereitzustellen. Ferner wird dabei die VCT (Verlauf 612) auf eine Nennstellung geplant, die einen niedrigeren Liefergrad bereitstellt. Das Wastegate-Ventil (Verlauf 614) wird teilweise offen gehalten, um den Pumpgrenzabstand des Ansaugverdichters zu verbessern, und das HD-AGR-Ventil ist teilweise geöffnet, da eine Motorverdünnung erforderlich ist.
  • Bei t1 liegt in Reaktion auf eine erste, kleine Pedalbetätigung durch den Fahrzeugführer eine erste Erhöhung des Drehmomentbedarfs vor. In Reaktion auf die erste Pedalbetätigung wird die Öffnung der Ansaugdrossel proportional zur Erhöhung im Drehmomentbedarf erhöht. Dabei wird bestimmt, dass ein berechnetes Drehmomentdefizitverhältnis zwischen dem angeforderten Drehmomentbedarf und der vorhergesagten Motordrehmomentausgabe (gestrichelte Linie bei 607), hier auch als voraussichtliches Lastdefizitverhältnis, aLSR, bezeichnet (dargestellt durch den schraffierten Bereich 607), kleiner als ein Schwellenwert ist (wie durch den schraffierten Bereich zwischen 606 und 607 mit einem Bereich unter dem Schwellenwert angegeben). Folglich kann daraus geschlossen werden, dass die Erhöhung im Drehmomentbedarf durch Einstellen der Ansaugdrossel und ohne Überschreiten der Ansaugdrosselvorgabe erfüllt werden kann. Da der Drehmomentbedarf durch die Ansaugdrossel allein erfüllt werden kann, werden die übrigen Lade- und Luftwegaktoren, wie z. B. VCT, Wastegate-Ventil und HD-AGR-Ventil, auf ihren Nenneinstellungen gehalten (wie z. B. denen von vor t1). Beispielsweise wird die VCT auf einem ersten Plan gehalten.
  • Bei t2 betätigt der Fahrzeugführer das Fahrpedal, um eine zweite Pedalbetätigung anzuweisen, die einen größeren Betrag als die erste Pedalbetätigung aufweist. Die zweite Pedalbetätigung kann einer zweiten Erhöhung im Drehmomentbedarf entsprechen, die gegenüber der ersten Erhöhung im Drehmomentbedarf einen großen Betrag aufweist (und einem höheren Endladedruck). In Reaktion auf den Anstieg im Drehmomentbedarf wird die Öffnung der Ansaugdrossel weiter erhöht. Jedoch ist die Drosseleinstellung allein nicht ausreichend, um die Erhöhung im Drehmomentbedarf zu erfüllen, und daher wird, während die Öffnung der Ansaugdrossel erhöht wird, das Wastegate-Ventil auf eine weiter geschlossene Stellung eingestellt, um die Turbinendrehzahl zu erhöhen. Jedoch ist sogar mit der Einstellung der Ansaugdrossel und des Wastegate-Ventils das bereitgestellte Ist-Motordrehmoment (gestrichelte Linie bei 608) niedriger als die Soll-Drehmomentausgabe (Verlauf 604). Die Steuerung kann ein Drehmomentdefizitverhältnis vorhersagen und bestimmen, dass erwartet wird, dass das aLSR (wie durch den schraffierten Bereich bei zwischen 604 und 608 angegeben) höher als ein Schwellenwert ist. In Reaktion darauf, dass das aLSR höher als der Schwellenwert ist, kann eine Steuerung dazu ausgelegt sein, das HD-AGR-Ventil auf eine weiter geschlossene Stellung einzustellen, um die Motorverdünnung zu verringern. In diesem Fall wird das HD-AGR-Ventil in Abhängigkeit des aLSR und unabhängig von den Ist-Stellungen der Ansaugdrossel und des Wastegate-Ventils eingestellt. Darüber hinaus werden Luftwegaktoren, wie z. B. die VCT, vom ersten Plan auf einen zweiten Plan mit weiter vorgezogener Steuerung als beim ersten Plan auf Grundlage des neuen aLSR eingestellt. Der erste Plan liegt bei einem niedrigeren Liefergrad als der zweite Plan vor. Die neuen Einstellungen werden dann beibehalten.
  • Bei t3 ist das Drehmomentdefizit erfüllt, wobei die Ist-Drehmomentausgabe der Soll-Drehmomentausgabe entspricht und das aLSR verringert ist (wie ohne einen schraffierten Bereich dargestellt). Somit kann dabei die Drehmomentausgabe durch Einstellung der Ansaugdrossel und des Wastegate-Ventils allein erfüllt werden. Daher wird die VCT wieder auf die Nennsteuerung beim ersten Plan umgestellt, wird das Wastegate-Ventil in eine weiter geöffnete Stellung zurückgestellt, um zu gestatten, dass mehr Abgas die Turbine umgeht, und wird das HD-AGR-Ventil in eine weiter geöffnete Stellung zurückgestellt.
  • Bei t4 betätigt der Fahrzeugführer das Fahrpedal, um eine dritte Pedalbetätigung mit einem höheren Betrag und Endladedruck als sowohl die erste als auch die zweite Pedalbetätigung anzuweisen. In Reaktion auf die dritte Pedalbetätigung wird die Ansaugdrossel in eine vollständig geöffnete Stellung, wie z. B. eine weit geöffnete Drosselstellung (WOT), bewegt, um den Luftstrom zum Bereitstellen eines höheren Ladedrucks und einer höheren Motordrehmomentausgabe zu erhöhen. Weiterhin sagt die Steuerung das Drehmomentdefizitverhältnis voraus und bestimmt, dass das aLSR höher als ein Schwellenwert ist (wie durch den schraffierten Bereich 609 angegeben). Um dieses Defizit auszugleichen, wird das HD-AGR-Ventil mit einer weiter geschlossenen Stellung geplant, um die HD-AGR in Abhängigkeit des aLSR weiter zu begrenzen. Darüber hinaus wird die VCT auf eine weiter vorgezogene Steuerung (als die erste zwischen t2 und t3 angewandte Steuerung) eingestellt, um einen zweiten höheren Liefergrad bereitzustellen, der höher als der erste Liefergrad bei t3 ist. Überdies wird das Wastegate-Ventil unabhängig vom VCT- und AGR-Plan auf eine vollständig geschlossene Stellung eingestellt. Würde die Stellung des Wastegate-Ventils auf Grundlage der VCT und AGR eingestellt werden, wäre das Wastegate-Ventil auf eine relativ weiter geöffnete Stellung betätigt worden (wie bei 615 dargestellt), was zu einer Verringerung des Abgasdrucks vorgelagert zur Turbine führen würde und eine Verringerung des Ladedrucks zur Folge hätte. Daher kann durch Einstellen der Wastegate-Stellung gemäß dem ersten Liefergrad unabhängig von VCT- und AGR-Plänen das Wastegate-Ventil für eine längere Zeitdauer geschlossen werden, um den nötigen Ladedruck und die nötige Motordrehmomentausgabe bereitzustellen, um den Drehmomentbedarf eines Fahrzeugführers zu erfüllen.
  • Bei t5 wurde das Drehmomentdefizit durch die Einstellung der verschiedenen Luftwegaktoren ausgeglichen. Sobald der Ladedruck dazu imstande ist, die angeforderte Motordrehmomentausgabe aufrechtzuerhalten, geht der Motor von einem transienten Betriebsmodus in einen stationären Modus über, wobei das HD-AGR-Ventil auf eine weiter geöffnete Nennstellung eingestellt wird und die VCT auf die Nennzeiteinstellung mit niedrigerem Liefergrad zurückgestellt und ferner das Wastegate-Ventil geöffnet wird.
  • Bei t6 gibt der Fahrzeugführer das Pedal frei, z. B. durch Loslassen des Fahrpedals. In Reaktion auf die resultierende Abnahme im Drehmomentbedarf wird die Öffnung der Ansaugdrossel verringert, um den Luftstrom in die Motorzylinder zu senken, wird die Öffnung des Wastegate-Ventils auf eine vollständig geöffnete Stellung erhöht, sodass Abgas die Turbine umgehen und die Turbine abgebremst werden kann, und bleiben das HD-AGR-Ventil und die VCT bei ihrer jeweiligen Nenneinstellung, um den Motorladedruck und Motordrehmoment weiter zu verringern, um die Abnahme im Drehmomentbedarf eines Fahrzeugführers zu erfüllen. Dadurch ist ein reibungsloserer Drehmomentübergang von der transienten Erhöhung im Drehmomentbedarf möglich.
  • Auf diese Weise kann in Reaktion auf eine Drehmomentanforderung eines Fahrzeugführers eine Motorsteuerung ein Drehmomentdefizitverhältnis auf Grundlage der Drehmomentanforderung des Fahrzeugführers im Verhältnis zu einer vorhergesagten Motordrehmomentausgabe bei ausgewählten stationären Bedingungen vorhersagen; und die Abgasrückführung (AGR) in Abhängigkeit des Defizitverhältnisses begrenzen, während sie sowohl eine Ansaugdrossel, die nachgelagert zu einem Ansaugverdichter gekoppelt ist, als auch ein Wastegate-Ventil, das an eine Abgasturbine gekoppelt ist, in Abhängigkeit der Drehmomentanforderung des Fahrzeugführers betätigt, wobei das Begrenzen und das Betätigen unabhängig voneinander durchgeführt werden. Das Vorhersagen kann Schätzen eines vorhergesagten Drehmomentdefizits als eine Differenz zwischen dem vom Fahrzeugführer angeforderten Drehmoment und einer Motordrehmomentausgabe bei aktuellen stationären Motorbetriebsbedingungen bei weit geöffneter Drossel und ohne AGR beinhalten. Das Vorhersagen kann ferner Schätzen eines vorhergesagten Drehmomentdefizitverhältnisses als ein Verhältnis zwischen dem vorhergesagten Drehmomentdefizit und der Drehmomentanforderung des Fahrzeugführers beinhalten. Die Steuerung kann ferner die variable Nockensteuerung (VCT) in Abhängigkeit des Defizitverhältnisses in Abstimmung mit der Begrenzung der AGR und unabhängig von der Betätigung der Ansaugdrossel und des Wastegate-Ventils planen. In einem Beispiel kann die AGR eine Hochdruck-AGR beinhalten, die von vorgelagert zur Abgasturbine zu nachgelagert zum Ansaugverdichter zurückgeführt wird. Dabei kann das Planen der VCT in Abstimmung mit der Begrenzung der AGR, wenn das vorhergesagte Drehmomentdefizitverhältnis niedriger als ein Schwellenwert ist, Begrenzen der AGR, während die VCT auf einem ersten Plan mit einem niedrigeren Liefergrad gehalten wird; und, wenn das vorhergesagte Drehmomentdefizitverhältnis höher als der Schwellenwert ist, Begrenzen der AGR, während die VCT vom ersten Plan auf einen zweiten Plan mit einem höheren Liefergrad vorgezogen oder verzögert wird, beinhalten kann.
  • Auf diese Weise können die Motordrehmomentausgabe und die Ladereaktion verbessert werden, wenn eine Erhöhung im Drehmomentbedarf eines Fahrzeugführers vorliegt. Durch Voraussehen eines Lastdefizitverhältnisses kann eine andere Einstellung der Luftwegaktoren geplant werden, um einen schnellen und reibungslosen Übergang von einer transienten Motorbetriebsbedingung in den stationären Modus bereitzustellen. Darüber hinaus kann durch Einstellen von Ladeaktoren, wie z. B. dem Wastegate-Ventil, unabhängig von den VCT-Stellungen und AGR-Niveaus das Wastegate-Ventil für eine längere Zeitdauer während Pedalbetätigungstransienten geschlossen gehalten werden, was einen schnelleren Ladungsaufbau und eine schnellere Motordrehmomentreaktion zur Folge hat. Durch Planen von VCT und HD-AGR proportional zum voraussichtlichen Lastdefizitverhältnis, während der Ladedruck in Bezug auf einen stationären Modus eines Ladedruckaufbaus geplant wird, wird die Motorlast während Transienten genauer bereitgestellt, während der Ladedruck aufgebaut wird. Überdies kann ein reibungsloserer Übergang von der Transiente bereitgestellt werden, wenn genügend Ladedruck aufgebaut wurde. Durch Abstimmen der Betätigung von Luftwegaktoren mit der von Ladeaktoren während eines transienten Reaktionsmodus des Ladedruckaufbaus kann der Motorbetriebsmodus schnell und reibungslos auf den stationären Modus zurückgestellt werden, wodurch die Kraftstoffeffizienz verbessert wird, ohne Probleme im Fahrverhalten auszulösen. Durch Begrenzen der HD-AGR und Verschieben der VCT gerade weit genug, wie dies zum Erfüllen des Fahrerbedarfs nötig ist, werden unnötig aggressive und potenziell kraftstoffineffiziente Aktoreinstellungen vermieden. Darüber hinaus wird der Bedarf für Luft- und Drehmomentreserven oder -puffer verringert, sodass damit assoziierte Nachteile für die Kraftstoffeffizienz reduziert werden.
  • Ein beispielhaftes Verfahren für einen turboaufgeladenen Motor umfasst: in Reaktion auf einen Drehmomentbedarf eines Fahrzeugführers Öffnen einer Ansaugdrossel und Schließen eines Abgas-Wastegate-Ventils auf Grundlage des Drehmomentbedarfs unabhängig von einer Veränderung eines Plans für Abgasrückführung (AGR) und variable Nockensteuerung (VCT); und gleichzeitiges Planen der AGR und VCT auf Grundlage eines vorhergesagten Lastdefizitverhältnisses unabhängig von einer Ist-Stellung der Ansaugdrossel und des Wastegate-Ventils. In dem vorhergehenden Beispiel umfasst das Verfahren zusätzlich und gegebenenfalls ferner Schätzen eines vorhergesagten Lastdefizits auf Grundlage einer Differenz zwischen einem Ist-Motorluftstrom und einem vorhergesagten Motorluftstrom bei weit geöffneter Drossel und ohne AGR; und Berechnen des vorhergesagten Lastdefizitverhältnisses auf Grundlage des vorhergesagten Lastdefizits im Verhältnis zu dem Drehmomentbedarf des Fahrzeugführers. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beruht zusätzlich oder gegebenenfalls das vorhergesagte Lastdefizitverhältnis ferner auf einem oder mehreren aus Fahrerbetriebsverlauf, Navigationseingaben, einschließlich Straßen- und Verkehrsbedingungen, und Fahrzeugdaten. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Öffnen der Ansaugdrossel und das Schließen des Wastegate-Ventils auf Grundlage des Drehmomentbedarfs zusätzlich oder gegebenenfalls Schätzen eines Ziel-Ladedrucks auf Grundlage des Drehmomentbedarfs und Erhöhen der Öffnung der Ansaugdrossel, während die Schließung des Wastegate-Ventils bei zunehmendem Ziel-Ladedruck erhöht wird, beinhalten. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele zusätzlich oder gegebenenfalls gleichzeitiges Planen von AGR und VCT auf Grundlage des Plans, wenn das vorhergesagte Lastdefizitverhältnis niedriger als ein Schwellenwert ist, und Begrenzen der AGR, während die VCT vom ersten Plan auf einen zweiten Plan umgestellt wird, wenn das vorhergesagte Lastdefizitverhältnis höher als der Schwellenwert ist, wobei der erste Plan einen niedrigeren Liefergrad als der zweite Plan aufweist. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Umstellen der VCT von dem ersten Plan auf den zweiten Plan zusätzlich oder gegebenenfalls Vorziehen oder Verzögern der VCT vom niedrigeren Liefergrad zum höheren Liefergrad. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Öffnen der Ansaugdrossel und das Schließen des Abgas-Wastegate-Ventils unabhängig von einer Veränderung im VCT-Plan zusätzlich oder gegebenenfalls Einstellen eines Öffnungsgrads der Ansaugdrossel und eines Schließungsgrads des Wastegate-Ventils auf Grundlage des niedrigeren Liefergrads des ersten VCT-Plans. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet der turboaufgeladene Motor zusätzlich oder gegebenenfalls eine Abgasturbine beinhaltet, die einen Ansaugverdichter antreibt, wobei das Wastegate-Ventil an die Abgasturbine gekoppelt ist und wobei die AGR eine Hochdruck-AGR (HD-AGR) ist, die von vorgelagert zur Abgasturbine zu nachgelagert zum Ansaugverdichter zurückgeführtes Abgas einschließt. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder gegebenenfalls ferner Einstellen eines Niederdruck-AGR-Plans auf Grundlage der Begrenzung der HD-AGR, wobei die Niederdruck-AGR von nachgelagert zur Abgasturbine zu vorgelagert zum Ansaugverdichter zurückgeführtes Abgas einschließt. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder gegebenenfalls ferner in Reaktion darauf, dass der Ziel-Ladedruck erreicht wird, Zurückstellen der VCT auf den ersten Plan mit dem niedrigeren Liefergrad und Erhöhen der AGR.
  • Ein anderes beispielhaftes Verfahren umfasst: in Reaktion auf eine Drehmomentanforderung eines Fahrzeugführers Vorhersagen eines Drehmomentdefizitverhältnisses auf Grundlage der Drehmomentanforderung des Fahrzeugführers im Verhältnis zu einer vorhergesagten Motordrehmomentausgabe bei ausgewählten stationären Bedingungen; Begrenzen der Abgasrückführung (AGR) in Abhängigkeit des Defizitverhältnisses, während sowohl eine Ansaugdrossel, die nachgelagert zu einem Ansaugverdichter gekoppelt ist, als auch ein Wastegate-Ventil, das an eine Abgasturbine gekoppelt ist, in Abhängigkeit der Drehmomentanforderung des Fahrzeugführers betätigt werden, wobei das Begrenzen und das Betätigen unabhängig voneinander durchgeführt werden. In dem vorhergehenden Beispiel beinhaltet das Vorhersagen zusätzlich oder gegebenenfalls Schätzen eines vorhergesagten Drehmomentdefizits als eine Differenz zwischen dem vom Fahrzeugführer angeforderten Drehmoment und einer Motordrehmomentausgabe bei aktuellen stationären Luftstrombedingungen bei weit geöffneter Drossel und ohne AGR. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Vorhersagen zusätzlich oder gegebenenfalls ferner Schätzen eines vorhergesagten Drehmomentdefizitverhältnisses als ein Verhältnis zwischen dem vorhergesagten Drehmomentdefizit und der Drehmomentanforderung des Fahrzeugführers. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das Verfahren zusätzlich oder gegebenenfalls ferner Planen der variablen Nockensteuerung (VCT) in Abhängigkeit des Defizitverhältnisses in Abstimmung mit der Begrenzung der AGR und unabhängig von der Betätigung der Ansaugdrossel und des Wastegate-Ventils. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet die AGR zusätzlich oder gegebenenfalls eine Hochdruck-AGR, die von vorgelagert zur Abgasturbine zu nachgelagert zum Ansaugverdichter zurückgeführt wird, und wobei das Planen der VCT in Abstimmung mit dem Begrenzen der AGR Folgendes beinhaltet: wenn das vorhergesagte Drehmomentdefizitverhältnis niedriger als ein Schwellenwert ist, Begrenzen der AGR, während die VCT auf einem ersten Plan mit einem niedrigeren Liefergrad gehalten wird; und, wenn das vorhergesagte Drehmomentdefizitverhältnis höher als der Schwellenwert ist, Begrenzen der AGR, während die VCT vom ersten Plan auf einen zweiten Plan mit einem höheren Liefergrad vorgezogen oder verzögert wird, beinhalten kann.
  • Ein anderes Beispiel eines Motorsystems umfasst: ein Fahrpedal zum Empfangen eines Drehmomentbedarfs eines Fahrzeugführers; einen Motor, der einen Ansaugkrümmer beinhaltet; einen Turbolader, der einen durch eine Abgasturbine angetriebenen Ansaugverdichter zum Bereitstellen einer verstärkten Luftladung an den Motor beinhaltet; eine Ansaugdrossel, die nachgelagert zum Ansaugverdichter an den Ansaugkrümmer gekoppelt ist; ein Wastegate, das ein über die Abgasturbine gekoppeltes Wastegate-Ventil beinhaltet; ein Abgasrückführungs(AGR)-System, das einen Hochdruck-AGR-Kanal beinhaltet, der ein AGR-Ventil zum Zurückführen von Abgas von vorgelagert zur Abgasturbine zu nachgelagert zum Ansaugverdichter beinhaltet; eine variable Nockensteuerung; eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, zum: in Reaktion auf eine Erhöhung eines Drehmomentbedarfs eines Fahrzeugführers, die während eines Betriebs mit zumindest etwas AGR und mit der VCT nach einem ersten Plan empfangen wird, Verringern einer Öffnung des AGR-Ventils, während die VCT zu einem zweiten Plan mit einem höheren Liefergrad als der erste Plan übergeht; Erhöhen einer Öffnung der Drossel, während eine Öffnung des Wastegate-Ventils verringert wird, wobei das Erhöhen und Verringern auf dem ersten Plan der VCT beruhen. In dem vorhergehenden Beispiel beruht zusätzlich oder gegebenenfalls das Verringern einer Öffnung des AGR-Ventils auf einem Verhältnis zwischen einem gewünschten Motorluftstrom, der dem erhöhten Drehmomentbedarf des Fahrzeugführers entspricht, und einem vorhergesagten Motorluftstrom bei weit geöffneter Drossel, wobei das AGR-Ventil vollständig geschlossen und die VCT nach dem ersten Plan erfolgt. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das Erhöhen und Verringern auf Grundlage des ersten Plans der VCT zusätzlich oder gegebenenfalls in Reaktion auf den Drehmomentbedarf eines Fahrzeugführers Halten der Ansaugdrossel weiter geöffnet und Halten des Wastegate-Ventils weiter geschlossen auf Grundlage eines geringeren Liefergrads des ersten Plans, selbst während die VCT zu dem höheren Liefergrad des zweiten Plans übergeht. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet die Steuerung zusätzlich oder gegebenenfalls ferner Anweisungen zum: in Reaktion darauf, dass der Drehmomentbedarf des Fahrzeugführers erfüllt wird, Erhöhen der Öffnung des AGR-Ventils, während die VCT auf den ersten Plan zurückgestellt wird; Verringern einer Öffnung der Drossel, während eine Öffnung des Wastegate-Ventils erhöht wird, wobei das Erhöhen und Verringern auf dem ersten Plan der VCT beruhen. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das AGR-System zusätzlich oder geschätzt ferner einen Niederdruck-AGR-Kanal, einschließlich eines anderen AGR-Ventils zum Zurückführen von Abgas von nachgelagert zur Abgasturbine zu vorgelagert zum Ansaugverdichter, und wobei die Steuerung ferner Anweisungen beinhaltet zum: Einstellen einer Öffnung des anderen AGR-Ventils in Reaktion auf sowohl den Drehmomentbedarf des Fahrzeugführers als auch das Verringern einer Öffnung des AGR-Ventils.
  • Es ist zu beachten, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemauslegungen verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert und durch das Steuersystem, das die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und sonstiger Motorhardware beinhaltet, ausgeführt werden. Die hier beschriebenen konkreten Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, wiedergeben. Somit können verschiedene dargestellte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der dargestellten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in manchen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwingend erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der vorliegend beschriebenen Ausführungsbeispiele zu erreichen, sondern wird vielmehr zur einfacheren Darstellung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Vorgänge, Schritte und/oder Funktionen können je nach konkret eingesetzter Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Vorgänge, Schritte und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in einem nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Vorgänge durch Ausführen der Anweisungen in einem System, das die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung beinhaltet, ausgeführt werden.
  • Es versteht sich, dass die vorliegend offenbarten Auslegungen und Routinen beispielhafter Natur sind und dass diese konkreten Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die vorstehende Technik auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motorarten angewandt werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und andere hier offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
  • Die folgenden Ansprüche legen insbesondere bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen dar, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Patentansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Solche Ansprüche sind dahingehend zu verstehen, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente beinhalten und zwei oder mehr derartiger Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Einreichung neuer Ansprüche im Rahmen dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Patentansprüche werden unabhängig davon, ob sie im Vergleich zu den ursprünglichen Ansprüchen einen weiteren, engeren, gleichen oder anderen Umfang aufweisen, ebenfalls als in den Gegenstand der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen betrachtet.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 9175629 [0004]

Claims (15)

  1. Verfahren für einen turboaufgeladenen Motor, umfassend: in Reaktion auf einen Drehmomentbedarf eines Fahrzeugführers Öffnen einer Ansaugdrossel und Schließen eines Abgas-Wastegate-Ventils auf Grundlage des Drehmomentbedarfs unabhängig von einer Veränderung eines Plans für Abgasrückführung (AGR) und variable Nockensteuerung (VCT); und gleichzeitiges Planen der AGR und VCT auf Grundlage eines vorhergesagten Lastdefizitverhältnisses unabhängig von einer Ist-Stellung der Ansaugdrossel und des Wastegate-Ventils.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Schätzen eines vorhergesagten Lastdefizits auf Grundlage einer Differenz zwischen einem Ist-Motorluftstrom und einem vorhergesagten Motorluftstrom bei weit geöffneter Drossel und ohne AGR; und Berechnen des vorhergesagten Lastdefizitverhältnisses auf Grundlage des vorhergesagten Lastdefizits im Verhältnis zu dem Drehmomentbedarf des Fahrzeugführers.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das vorhergesagte Lastdefizitverhältnis ferner auf einem oder mehreren aus Fahrerbetriebsverlauf, Navigationseingaben, einschließlich Straßen- und Verkehrsbedingungen, und Fahrzeugdaten beruht.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Öffnen der Ansaugdrossel und das Schließen des Wastegate-Ventils auf Grundlage des Drehmomentbedarfs Schätzen eines Ziel-Ladedrucks auf Grundlage des Drehmomentbedarfs und Erhöhen der Öffnung der Ansaugdrossel, während die Schließung des Wastegate-Ventils bei zunehmendem Ziel-Ladedruck erhöht wird, beinhalten.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das gleichzeitige Planen von AGR und VCT auf Grundlage des vorhergesagten Lastdefizitverhältnisses Begrenzen der AGR, während die VCT bei einem ersten Plan gehalten wird, wenn das vorhergesagte Lastdefizitverhältnis niedriger als ein Schwellenwert ist, und Begrenzen der AGR, während die VCT vom ersten Plan auf einen zweiten Plan umgestellt wird, wenn das vorhergesagte Lastdefizitverhältnis höher als der Schwellenwert ist, beinhaltet, wobei der erste Plan einen niedrigeren Liefergrad als der zweite Plan aufweist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Umstellen der VCT von dem ersten Plan auf den zweiten Plan Vorziehen oder Verzögern der VCT vom niedrigeren Liefergrad zum höheren Liefergrad beinhaltet.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Öffnen der Ansaugdrossel und das Schließen des Abgas-Wastegate-Ventils unabhängig von einer Veränderung im VCT-Plan Einstellen eines Öffnungsgrads der Ansaugdrossel und eines Schließungsgrads des Wastegate-Ventils auf Grundlage des niedrigeren Liefergrads des ersten VCT-Plans beinhalten.
  8. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der turboaufgeladene Motor eine Abgasturbine beinhaltet, die einen Ansaugverdichter antreibt, wobei das Wastegate-Ventil an die Abgasturbine gekoppelt ist und wobei die AGR eine Hochdruck-AGR (HD-AGR) ist, die von vorgelagert zur Abgasturbine zu nachgelagert zum Ansaugverdichter zurückgeführtes Abgas einschließt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend Einstellen eines Niederdruck-AGR-Plans auf Grundlage der Begrenzung der HD-AGR, wobei die Niederdruck-AGR von nachgelagert zur Abgasturbine zu vorgelagert zum Ansaugverdichter zurückgeführtes Abgas einschließt.
  10. Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend in Reaktion darauf, dass der Ziel-Ladedruck erreicht wird, Zurückstellen der VCT auf den ersten Plan mit dem niedrigeren Liefergrad und Erhöhen der AGR.
  11. Motorsystem, umfassend: ein Fahrpedal zum Empfangen eines Drehmomentbedarfs eines Fahrzeugführers; einen Motor, der einen Ansaugkrümmer beinhaltet; einen Turbolader, der einen durch eine Abgasturbine angetriebenen Ansaugverdichter zum Bereitstellen einer verstärkten Luftladung an den Motor beinhaltet; eine Ansaugdrossel, die nachgelagert zum Ansaugverdichter an den Ansaugkrümmer gekoppelt ist; ein Wastegate, das ein über die Abgasturbine gekoppeltes Wastegate-Ventil beinhaltet; ein Abgasrückführungs(AGR)-System, das einen Hochdruck-AGR-Kanal beinhaltet, der ein AGR-Ventil zum Zurückführen von Abgas von vorgelagert zur Abgasturbine zu nachgelagert zum Ansaugverdichter beinhaltet; eine variable Nockensteuerung; eine Steuerung mit in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherten computerlesbaren Anweisungen zum: in Reaktion auf eine Erhöhung des Drehmomentbedarfs eines Fahrzeugführers, die während eines Betriebs mit zumindest etwas AGR und mit der VCT bei einem ersten Plan empfangen wird, Verringern einer Öffnung des AGR-Ventils, während die VCT auf einen zweiten Plan mit einem höheren Liefergrad als der erste Plan umgestellt wird; Erhöhen einer Öffnung der Drossel, während eine Öffnung des Wastegate-Ventils verringert wird, wobei das Erhöhen und Verringern auf dem ersten Plan der VCT beruhen.
  12. System nach Anspruch 11, wobei das Verringern einer Öffnung des AGR-Ventils auf einem Verhältnis zwischen einem gewünschten Motorluftstrom, der dem erhöhten Drehmomentbedarf des Fahrzeugführers entspricht, und einem vorhergesagten Motorluftstrom bei weit geöffneter Drossel, wobei das AGR-Ventil vollständig geschlossen und die VCT nach dem ersten Plan erfolgt, beruht.
  13. System nach Anspruch 11, wobei das Erhöhen und Verringern auf Grundlage des ersten Plans der VCT in Reaktion auf den Drehmomentbedarf eines Fahrzeugführers Halten der Ansaugdrossel weiter geöffnet und Halten des Wastegate-Ventils weiter geschlossen auf Grundlage eines niedrigeren Liefergrads des ersten Plans beinhaltet, selbst während die VCT auf den höheren Liefergrad des zweiten Plans umgestellt wird.
  14. System nach Anspruch 13, wobei die Steuerung weitere Anweisungen beinhaltet zum: in Reaktion darauf, dass der Drehmomentbedarf eines Fahrzeugführers erfüllt wird, Erhöhen der Öffnung des AGR-Ventils, während die VCT auf den ersten Plan zurückgestellt wird; Verringern einer Öffnung der Drossel, während eine Öffnung des Wastegate-Ventils erhöht wird, wobei das Erhöhen und Verringern auf dem ersten Plan der VCT beruhen.
  15. System nach Anspruch 14, wobei das AGR-System ferner einen Niederdruck-AGR-Kanal beinhaltet, der ein anderes AGR-Ventil zum Zurückführen Abgas von nachgelagert zur Abgasturbine zu vorgelagert zum Ansaugverdichter beinhaltet, und wobei die Steuerung weitere Anweisungen beinhaltet zum: Einstellen einer Öffnung des anderen AGR-Ventils in Reaktion auf sowohl den Drehmomentbedarf eines Fahrzeugführers als auch die Verringerung einer Öffnung des AGR-Ventils.
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