DE10232326A1

DE10232326A1 - Internal combustion engine operating method for applying a turbo-supercharger, involves using fuel consumption calculated in advance to detect maximum engine torque desired value

Info

Publication number: DE10232326A1
Application number: DE10232326A
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl.-Ing. Bechtold; Bernhard Dipl.-Ing. Klingseis (FH)
Original assignee: DaimlerChrysler AG; Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH; Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2002-07-17
Filing date: 2002-07-17
Publication date: 2004-02-05

Abstract

An up-to-date engine torque desired value is detected from a maximum engine torque desired value and an original engine torque desired value. The maximum engine torque desired value is detected from fuel consumption (KVvor) calculated in advance, which is itself detected from a fuel volume flow desired value (KMsoll) per cylinder and an up-to-date engine torque value (Mist).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit einem Turbolader.The invention relates to a method for operating an internal combustion engine with a turbocharger.

Durch eine hohe Umgebungstemperatur und erhöhte Lastzustände wird die Klopfneigung eines Verbrennungsmotors, der beispielsweise zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs eingesetzt wird, erhöht. Die Klopfregelung verstellt bei auftretendem Klopfen die Zündung in Richtung „spät". Vermehrtes Verstellen der Zündung in Richtung „spät", sogenannte Zündungsspätzüge, führt dazu, dass sich die Abgastemperatur erhöht und der Verbrennungswirkungsgrad sinkt. Um einer Drehmomentanforderung zu genügen, werden bei verschlechtertem Verbrennungswirkungsgrad von einer Motorsteuerung Luftzufuhr und/oder Kraftstoffzufuhr in einem der Wirkungsgradverschlechterung entsprechenden Verhältnis angehoben. Dadurch wird ein Drehmomentenrückgang verhindert. Die Motorsteuerung steuert hierzu z.B. die Aktoren Drosselklappe und, bei Verbrennungsmotoren mit Abgasturboaufladung, Turboladerwastegate und/oder Abgasrückführventil an. Insbesondere bei Verbrennungsmotoren mit Abgasturbolader muss zusätzlich eine Anfettung des Verbrennungsgemisches zur Absenkung der Abgastemperatur geschehen, um eine Turbine des Abgasturboladers vor Überhitzung zu schützen. Übersteigt der Grad der Anfettung ein gewisses Maß, so hat dies zur Folge, dass der Verbrennungswirkungsgrad weiter absinkt. Eine weitere Steigerung der Luft- und/oder Kraftstoffzufuhr bzw. Füllung durch die Motorsteuerung führt zu einem noch späteren Zündzeitpunkt und somit zu einer späteren Verbrennungslage und damit wiederum zu einer höheren Abgastemperatur. Unterschreitet das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, der so genannte Lambda-Wert, einen gewissen Grenzwert, so senkt die Motorsteuerung den. Ladedruck des Verbrennungsmotors durch entsprechende Ansteuerung des Turboladers bis unterhalb eines bestimmten Sollwerts, welcher sich an der Klopfgrenze orientiert, ab (siehe unter anderem die DE 32 04 918 A1 , DE 3303 350 C2 ) .Due to a high ambient temperature and increased load conditions, the tendency to knock of an internal combustion engine, which is used for example for driving a motor vehicle, is increased. The knock control adjusts the ignition in the direction of "late" when knocking occurs.Multiple adjustment of the ignition in the direction of "late", so-called ignition spark arresting, causes the exhaust gas temperature to increase and the combustion efficiency to drop. In order to satisfy a torque demand, when the combustion efficiency is deteriorated by an engine controller, air supply and / or fuel supply are increased in a ratio corresponding to the efficiency deterioration. This prevents a torque decrease. For this purpose, the engine control system controls, for example, the actuators throttle valve and, in the case of internal combustion engines with exhaust gas turbocharging, turbocharger wastegate and / or exhaust gas recirculation valve. In particular, in internal combustion engines with exhaust gas turbocharger an enrichment of the combustion mixture for lowering the exhaust gas temperature must be done in addition to protect a turbine of the exhaust gas turbocharger from overheating. If the degree of enrichment exceeds a certain level, the result is that the combustion efficiency decreases further. A further increase in the air and / or fuel supply or filling by the engine control leads to an even later ignition point and thus to a later combustion position and thus in turn to a higher exhaust gas temperature. If the air-fuel ratio, the so-called lambda value falls below a certain limit, the engine control lowers the. Boost pressure of the internal combustion engine by appropriate control of the turbocharger to below a certain setpoint, which is based on the knock limit, from (see, inter alia, the DE 32 04 918 A1 . DE 3303 350 C2 ).

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein schnelles und effizientes Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit einem Turbolader zu schaffen.Object of the present invention It is a fast and efficient way to operate a business To create an internal combustion engine with a turbocharger.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs gelöst.This object is achieved by the Characteristics of the independent Patent claim solved.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein indizierter Kraftstoffverbrauch vorausberechnet, welcher sich bei dem angeforderten Motormoment einstellen wird. Übersteigt der vorausberechnete Kraftstoffverbrauchs einen gewissen Grenzwert bzw. Sollwert, so führt dies zu einer Limitierung und ggf. zu einer Reduzierung der Motormomentenanforderung und somit implizit zu einer Limitierung der Kraftstoffzufuhr, welches wiederum eine Limitierung von Verbrauch und Abgasemissionen zur Folge hat. Eine weitere Anfettung des Verbrennungsgemisches wird nicht benötigt, da eine Limitierung der Motormomentenanforderung auch den Lastzustand, und somit die Klopfneigung, limitiert. Die Zündzeitpunkte brauchen nicht nach „spät" verstellt zu werden und eine Erhöhung der Abgastemperatur und eine thermische Belastung des Abgasturboladers werden vermieden.In the method according to the invention an indexed fuel consumption is calculated in advance, which will adjust at the requested engine torque. exceeds the predicted fuel consumption has a certain limit or setpoint, so leads this to a limitation and possibly to a reduction of the engine torque requirement and thus implicitly to a limitation of the fuel supply, which again a limitation of consumption and exhaust emissions to Episode has. A further enrichment of the combustion mixture will not needed since a limitation of the engine torque requirement also the load condition, and thus the tendency to knock, limited. The ignition times do not need to be adjusted for "late" and an increase the exhaust gas temperature and a thermal load of the exhaust gas turbocharger are avoided.

Die Berechnung der indizierten Kraftstoffzufuhr kann bereits früh mittels einer Motorsteuerung innerhalb der Arbeitsspiele des Verbrennungsmotors erfolgen, insbesondere vor einer Auswertung des Lambda-Wertes. Es kann daher frühzeitig erkannt werden, wenn eine Erhöhung der Kraftstoffzufuhr bzw. des Kraftstoffmassenstroms zwar zu einer Erhöhung des Verbrauchs führt, jedoch nicht zu einer Erhöhung des durch den Verbrennungsmotor in Nutzarbeit umgesetzten Motormoments.The calculation of the indicated fuel supply can be early take place by means of a motor control within the working cycles of the internal combustion engine, in particular before an evaluation of the lambda value. It can therefore early be recognized when an increase Although the fuel supply or the fuel mass flow to a increase of consumption, but not to an increase of the converted by the internal combustion engine in Nutzarbeit engine torque.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass für die Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens neben den üblicherweise für eine Motorsteuerung vorgesehenen Sensoren kein zusätzlicher Sensor erforderlich ist. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf einfache Weise in eine Motorsteuerung bzw. ein Steuergerät integriert werden und benötigt wenig Speicherbedarf.Another advantage of the method according to the invention is that for the implementation of the method according to the invention in addition to the usual for one Engine control sensors provided no additional sensor required is. The inventive method Can be easily integrated into a motor control or a control unit be and needed little storage space.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus den anhand der Zeichnung nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:Further advantageous embodiments The invention will become apparent from the dependent claims and from the basis of the Drawing embodiments shown below. Show it:

1 ein Blockschaltbild, welches die Vorausberechnung des Kraftstoffverbrauchs bei dem erfindungsgemäßen Verfahren darstellt, 1 FIG. 2 is a block diagram illustrating the fuel consumption prediction in the method according to the invention. FIG.

2 ein Blockschaltbild, welches eine gegenüber der Darstellung in 1 vereinfachte Vorausberechnung des Kraftstoffverbrauchs darstellt, 2 a block diagram, which compared to the representation in 1 represents simplified forecast of fuel consumption,

3 ein Blockschaltbild, welches eine gegenüber der Darstellungen in den 1 und 2 vereinfachte Vorausberechnung des Kraftstoffverbrauchs darstellt, und 3 a block diagram which one compared to the representations in the 1 and 2 represents simplified forecast of fuel consumption, and

4 ein Blockschaltbild, welches eine Ermittlung des aktuellen Motormomentensollwerts bei dem erfindungsgemäßen Verfahren darstellt. 4 a block diagram illustrating a determination of the current engine torque setpoint in the inventive method.

Funktionell gleiche Blöcke sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Einheiten sind in den Figuren in eckigen Klammern angegeben. Konstanten sind umrahmt dargestellt.Functionally identical blocks are in the figures with the same reference numerals. units are indicated in the figures in square brackets. Constants are framed.

1 zeigt ein Blockschaltbild, welches die Vorausberechnung des Kraftstoffverbrauchs bei dem erfindungsgemäßen Verfahren darstellt. Die Vorausberechnung des Kraftstoffverbrauchs dient als Basis für eine Begrenzung des angeforderten Motormoments und somit des Kraftstoffverbrauchs. 1 shows a block diagram illustrating the prediction of fuel consumption in the inventive method. The pre-calculation of the fuel consumption serves as a basis for a limitation of the requested engine torque and thus the fuel consumption.

Der vorausberechnete, indizierte Kraftstoffverbrauch KVvor wird aus einem Kraftstoffmassenstromsollwert KMsoll bzw. KMsollges und einem aktuellen Motormomentenwert Mist ermittelt. Hierzu wird in einem Funktionsblock 1 aus einem Kraftstoffmassenstromsollwert pro Zylinder KMsoll, welcher die Einheit [mg/stk] bzw. [mg] pro Zylinderhub hat, ein von der Anzahl der Zylinder bzw. der Anzahl Zylinderhübe nZyl unabhängiger Kraftstoffmassenstromsollwert KMsollges in der Einheit [g/h] berechnet. Die Einheit [stk] steht für „stroke" und repräsentiert den Ansaughub eines Zylinders. Alternativ kann die Einheit [1] verwendet werden, welche die Anzahl der Zylinder angibt. Der Kraftstoffmassenstromsollwert pro Zylinder KMsoll hängt vorzugsweise von dem momentanen Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors ab. Neigt der Verbrennungsmotor beispielsweise wegen einer hohen Umgebungstemperatur zum Klopfen und sind daher die Zündzeitpunkte nach „spät" verschoben, so hat dies eine Absenkung des Wirkungsgrads des Verbrennungsmotors zur Folge, auf welche durch die Motorsteuerung mit einer Erhöhung des Kraftstoffmassenstromsollwerts reagiert wird.The predicted, indicated fuel consumption KVvor is determined from a fuel mass flow desired value KMsoll or KMsollges and a current engine torque value Mist. This is done in a function block 1 from a fuel mass flow set point per cylinder KMsetpoint, which has the unit [mg / stk] or [mg] per cylinder stroke, a fuel mass flow setpoint KMsollges independent of the number of cylinders or the number of cylinder strokes nZyl is calculated in the unit [g / h]. The unit [stk] stands for "stroke" and represents the intake stroke of a cylinder. 1] be used, which indicates the number of cylinders. The fuel mass flow setpoint per cylinder KMsoll preferably depends on the instantaneous efficiency of the internal combustion engine. For example, if the internal combustion engine tilts due to a high ambient temperature, and therefore the ignition timing is delayed, this results in a lowering of the engine efficiency which is responded to by the engine control with an increase in the fuel mass flow target value.

In einem nicht näher bezeichneten, weiteren Funktionsblock werden die Anzahl der Zylinder bzw. die Ansaughübe nZyl durch der Anzahl der Umdrehungen einer Kurbelwelle bzw. Triebwelle des Verbrennungsmotors pro Arbeitsspiel (2) geteilt. Der ermittelte Wert, welcher die Anzahl zündender Zylinder bzw. die Ansaughübe pro Kurbelwellenumdrehung angibt und die Einheit [stk/U] bzw. [l/U] hat, wird mit dem Kraftstoffmassenstromsollwert pro Zylinder KMsoll und der Drehgeschwindigkeit n der Kurbelwelle multipliziert. Durch die Relatierung zur Kurbelwellenumdrehung fließt der Unterschied zwischen einem Zwei-Takt-Motor und einem Vier-Takt-Motor ein. Die Drehzahl n hat die Einheit [U/min], wobei [U] die Umdrehungen der Kurbelwelle bezeichnet. Um einen zylinder- unabhängigen Kraftstoffmassenstromsollwert KMsollges in der Einheit [g/h] zu erhalten, wird der bisher ermittelte Wert mit der Konstante 60 in der Einheit [min/h] multipliziert und durch die Konstante 1000 in der Einheit [mg/g] geteilt.In an unspecified, another functional block, the number of cylinders or the intake strokes nZyl by the number of revolutions of a crankshaft or drive shaft of the internal combustion engine per cycle ( 2 ) divided. The determined value indicating the number of firing cylinders and the intake strokes per crankshaft revolution and having the units [stk / U] and [l / U], respectively, is multiplied by the fuel mass flow setpoint per cylinder KMsoll and the rotational speed n of the crankshaft. Relation to the crankshaft revolution introduces the difference between a two-stroke engine and a four-stroke engine. The speed n has the unit [rpm], where [U] denotes the revolutions of the crankshaft. In order to obtain a cylinder-independent fuel mass flow setpoint KMsollges in the unit [g / h], the previously determined value with the constant 60 multiplied by the unit [min / h] and by the constant 1000 divided in units [mg / g].

In einem Funktionsblock 2 wird aus einem aktuellen Motormomentenwert bzw. Drehmomentenwert Mist der Kurbelwelle eine Leistung P des Verbrennungsmotors in [kW] ermittelt. Das aktuelle Drehmoment Mist hat die Einheit [Nm], welche der Einheit [Ws] entspricht. Das aktuelle Motormoment Mist wird mit der Drehzahl n, der Anzahl der Umdrehungen pro Arbeitsspiel (2), und, wegen der Rotation der Triebwelle im Betrieb, mit der Konstanten n, welche gerundet einem Wert von 3,14159 entspricht, multipliziert. Um eine Motorleistung P in der Einheit [kW] zu erhalten, wird der bisher ermittelte Wert durch die Konstante 60 in der Einheit [s/min] und durch die Konstante 1000 in der Einheit – [W/kW] dividiert.In a functional block 2 is determined from a current engine torque value or torque value Mist the crankshaft power P of the engine in [kW]. The actual torque Mist has the unit [Nm], which corresponds to the unit [Ws]. The actual engine torque Mist is calculated with the speed n, the number of revolutions per working cycle ( 2 ), and, because of the rotation of the drive shaft during operation, multiplied by the constant n, rounded to a value of 3.14159. In order to obtain a motor power P in the unit [kW], the previously determined value is determined by the constant 60 in units [s / min] and by the constant 1000 divided in units - [W / kW].

Die Ausgangsgröße des Funktionsblocks 1, der zylinderunabhängige Kraftstoffmassenstromsollwert KMsollges in [g/h], wird in einem Funktionsblock 3 durch die Ausgangsgröße des Funktionsblocks 2, die Motorleistung P pro Arbeitsspiel in [kW], dividiert. Als Ausgangsgröße des Funktionsblocks 3 erhält man den vorausschauend berechneten bzw. vorausberechneten Kraftstoffverbrauch KVvor in der Einheit [g/kWh].The output of the function block 1 , the cylinder-independent fuel mass flow set point KMsollges in [g / h], is displayed in a function block 3 by the output of the function block 2 , the engine power P per cycle in [kW], divided. As output of the function block 3 one obtains the predictive calculated or predicted fuel consumption KVvor in the unit [g / kWh].

Der Kraftstoffmassenstromsollwert pro Zylinder KMsoll, die Drehzahl n und der aktuelle Motormomentenwert Mist liegen als gemessene Größen einer Motorsteuerung vor, welche vorzugsweise in einem Steuergerät integriert ist. Sollten keine entsprechenden Messwerte, z.B. wegen eingesparter Sensoren, zur Verfügung stehen, zu können diese Größen aus anderen Zustandsgrößen des Verbrennungsmotor, insbesondere mittels eines Beobachters, ermittelt bzw. geschätzt werden. So können beispielsweise die Drehzahl n aus einer Winkelposition der Kurbelwelle, z. B. mittel Differenzierung, und der Kraftstoffmassenstromsollwert pro Zylinder KMsoll aus einem zeitlich vorhergehenden Sollwert für die Einspritzdauer und der Einspritzdüsengeometrie ermittelt werden.The fuel mass flow setpoint per cylinder KMsoll, the speed n and the current engine torque value Mist are measured sizes of a motor control which is preferably integrated in a control unit. Should not corresponding measured values, e.g. because of saved sensors, to disposal to be able to stand these sizes from others State variables of the Internal combustion engine, in particular by means of an observer, determined or valued become. So can for example, the rotational speed n from an angular position of the crankshaft, z. B. medium differentiation, and the fuel mass flow setpoint per cylinder KMsetpoint from a chronologically preceding setpoint for the injection duration and injector geometry be determined.

Selbstverständlich können anstelle der oben beschriebenen Konstanten und Einheiten auch andere, diesen äquivalente Einheiten und Umrechnungsgrößen bzw. Konstanten verwendet werden.Of course, instead of those described above Constants and units also other, these equivalent units and conversion quantities or Constants are used.

Das in 2 dargestellte Blockschaltbild entspricht dem Blockschaltbild der 1. Es ist jedoch gegenüber diesem vereinfacht. Die Drehzahl n, welche eine Eingangsgröße in beide Funktionsblöcke 1 und 2 ist, hebt sich durch die Division im Funktionsblock 3 selbst auf. Ebenso heben sich die Konstante 1000 mg/g, welche eine Eingangsgröße des Funktionsblocks 1 ist, und die Konstante 1000 W/kW, welche eine Eingangsgröße des Funktionsblocks 2 ist, gegenseitig auf. Diese Größen brauchen also bei der vorausschauenden Berechnung des Kraftstoffverbrauchs KVvor nicht berücksichtigt zu werden. Dies führt zu einer Vereinfachung des erfindungsgemäßen Verfahrens, welches nun weniger Rechenleistung benötigt.This in 2 Block diagram shown corresponds to the block diagram of 1 , However, it is simplified over this. The speed n, which is an input to both function blocks 1 and 2 is, stands out through the division in the function block 3 yourself up. Likewise, the constant cancel 1000 mg / g, which is an input of the function block 1 is, and the constant 1000 W / kW, which is an input of the function block 2 is, each other up. These quantities therefore need not be taken into account in the predictive calculation of the fuel consumption KVvor. This leads to a simplification of the method according to the invention, which now requires less computing power.

Das in der 3 dargestellte Blockschaltbild entspricht den Blockschaltbildern in den 1 und 2. Es ist jedoch gegenüber diesen weiter vereinfacht. Die Funktionsblöcke 1, 2 und 3 der 1 und 2 sind in der 3 durch einen Funktionsblock 4 ersetzt. Weiterhin sind die Konstanten bzw. die Umrechnungsgrößen der 1 und 2 zusammen mit ihren Einheiten in einer einzigen Konstanten, nämlich 286,48, welche die Einheit [g*Ws/(mg*kWh)] hat, zusammengefasst. Diese Konstante wird in dem Funktionsblock 4 mit dem Kraftstoffmassenstromsollwert pro Zylinder KMsoll und der Zylinderanzahl nZyl multipliziert und durch den aktuellen Wert des Drehmoments Mist dividiert. Die einzige Ausgangsgröße des Funktionsblocks 4 ist, den in den 1 und 2 dargestellten Blockschaltbildern entsprechend, der vorausschauend berechnete Kraftstoffverbrauch KVvor. Dies führt zu einer weiteren Vereinfachung des erfindungsgemäßen Verfahrens, welches nun noch weniger Rechenleistung benötigt. Die in der 3 dargestellte Version des erfindungsgemäßen Verfahren ist daher bei einer Implementierung zu bevorzugen.That in the 3 Block diagram shown corresponds to the block diagrams in the 1 and 2 , However, it is further simplified compared to these. The functional blocks 1 . 2 and 3 of the 1 and 2 are in the 3 through a function block 4 replaced. Furthermore, the constants or the conversion quantities of the 1 and 2 together with their units in a single constant, namely 286.48, which has the unit [g * Ws / (mg * kWh)]. This constant is in the function block 4 multiplied by the fuel mass flow set point per cylinder KMsetpoint and the number of cylinders nzyl and divided by the actual value of the torque Mist. The only output of the function block 4 is that in the 1 and 2 illustrated block diagrams accordingly, the advance looking calculated fuel consumption KV. This leads to a further simplification of the method according to the invention, which now requires even less computing power. The in the 3 represented version of the method according to the invention is therefore to be preferred in one implementation.

In der 4 ist ein Blockschaltbild dargestellt, in welchem der vorausberechnete Kraftstoffverbrauch KVvor zur Ermittlung eines aktuellen Motormomentensollwerts Msollakt herangezogen wird. In einem Funktionsblock 5 wird der vorausberechnete Kraftstoffverbrauch KVvor von einem Kraftstoffverbrauchssollwert KVsoll, auch Verbrauchssollwert genannt, unter Bildung einer Differenz bzw. Regelabweichung Δ subtrahiert. Der Verbrauchsollwert KVsoll liegt vorzugsweise als Kennfeld einer Motorsteuerung vor. Er stellt den maximalen, indizierten Kraftstoffverbrauch dar, der sich beim momentanen Betriebszustand einstellen darf. Die Regelabweichung Δ wird einem Regler 6 zugeführt, welcher aus der Regelabweichung Δ einen maximalen Motormomentensollwert Msollmax erzeugt, welcher dem Verbrauchssollwert KVsoll entspricht. Als Regler 6 wird vorzugsweise ein sogenannter PI-Regler verwendet, welcher aus einer parallelen Anordnung von einem Proportional-Glied P und einem Integral-Glied I und einer nicht näher bezeichneten Summationsstelle besteht. In der nicht näher bezeichneten Summationsstelle werden die Ausgangsgrößen des Proportional-Glieds P und des Integral-Glieds I unter Bildung des maximalen Motormomentensollwerts Msollmax addiert.In the 4 a block diagram is shown, in which the pre-calculated fuel consumption KVvor is used to determine a current engine torque setpoint Msollakt. In a functional block 5 the pre-calculated fuel consumption KVvor is subtracted from a fuel consumption target value KVsoll, also referred to as the consumption target value, forming a difference or control deviation Δ. The consumption target value KVsoll is preferably present as a characteristic diagram of a motor control. It represents the maximum, indicated fuel consumption, which may set in the current operating state. The deviation Δ is a controller 6 supplied, which generates from the control deviation Δ a maximum motor torque setpoint Msollmax, which corresponds to the consumption setpoint KVsoll. As a regulator 6 Preferably, a so-called PI controller is used, which consists of a parallel arrangement of a proportional element P and an integral element I and a summation point unspecified. In the unspecified summation point, the outputs of the proportional element P and the integral element I are added to form the maximum motor torque setpoint Msollmax.

Der maximale Motormomentensollwert Msollmax wird in einem Funktionsblock 7 mit einem ursprünglichen Motormomentensollwert Msollurspr verglichen. Der ursprüngliche Motormomentensollwert Msollurspr ist die Momentenanforderung, welche bei einer Anwendung in einem Kraftfahrzeug der Beschleunigung, Verzögerung und Geschwindigkeitskonstanthaltung entspricht. Der ursprüngliche Motormomentensollwert Msollurspr ist bevorzugterweise eine Ausgangsgröße einer Momentenkoordinationsstufe, deren Eingangsgrößen Momentenanforderungen von unterschiedlichen Fahrzeugkomponenten, wie beispielsweise einem Gaspedal, einem Bremspedal, einem Tempomat, einem Abstandsregler und einer Getriebesteuereinrichtung, sind. Die Momentenkoordinationsstufe ist bevorzugterweise in einer Motorsteuerung integriert. In dem Funktionsblock 7 wird die kleinere der Eingangsgrößen maximaler Motormomentensollwert Msollmax und ursprünglicher Motormomentensoll wert Msollurspr ausgewählt und als aktueller Motormomentensollwert Msollakt zur Ansteuerung des Verbrennungsmotors verwendet.The maximum motor torque setpoint Msollmax is in a function block 7 compared with an original engine torque setpoint Msollurspr. The original engine torque setpoint Msollurspr is the torque request which, in an application in a motor vehicle, corresponds to the acceleration, deceleration and constant speed. The original engine torque setpoint Msollurspr is preferably an output of a torque coordination stage whose inputs are torque requests from different vehicle components, such as an accelerator pedal, a brake pedal, a cruise control, a distance controller, and a transmission controller. The torque coordination stage is preferably integrated in a motor control. In the function block 7 the smaller of the input variables maximum engine torque setpoint Msollmax and original engine torque setpoint Msollurspr is selected and used as the current engine torque setpoint Msollakt for controlling the internal combustion engine.

Der aktuelle Motormomentensollwert Msollakt wird in entsprechende Signale für Aktoren des Verbrennungsmotor, für Aktoren einer eventuell dem Antriebsstrang zugeordneten elektrischen Maschine und für Aktoren einer Kraftfahrzeug-Bremseinrichtung umgewandelt. Aktoren für einen Verbrennungsmotor dienen beispielsweise der Ansteuerung einer Drosselklappe, der Einstellung der Zündung und/oder der Einspritzung des Verbrennungsmotors. Aktuatoren für eine elektrische Maschine sind insbesondere solche, welche deren generatorischen oder motorischen Betrieb steuern, wie zum Beispiel Leistungshalbleiterschalter eines Wechselrichters. Aktuatoren für eine Bremseinrichtung können hydraulischer, elektrohydrodynamischer und/oder elektrischer Natur sein, je nach Art des verwendeten Bremssystems.The current motor torque setpoint Msollakt is in corresponding signals for actuators of the internal combustion engine, for actuators a possibly the drive train associated electrical machine and for actuators a motor vehicle braking device converted. Actuators for one Internal combustion engine serve, for example, the control of a throttle valve, the setting of the ignition and / or the injection of the internal combustion engine. Actuators for an electric Machine are in particular those which generate their generator or controlling motor operation, such as power semiconductor switches an inverter. Actuators for a braking device can be hydraulic, be electro-hydrodynamic and / or electrical nature, depending on Type of brake system used.

Ist der ursprüngliche Motormomentensollwert Msollurspr größer als der maximale Motormomentensollwert Msollmax, so wird zur Bildung des aktuellen Motormomentensollwerts Msollakt der ursprüngliche Motormomentensollwert Msollurspr in dem Funktionsblock 7 auf den maximalen Motormomentensollwert Msollmax begrenzt. Anstelle des Reglers 6 kann die Ermittlung des maximalen Motormomentensollwerts Msollmax aus der Regelabweichung Δ auch anhand eines geeigneten Modells erfolgen. Dieses Modell kann in Form eines Kennfeld und/oder eines physikalischen und/oder mathematischen Modells vorliegen. Dieses Modell wird bevorzugterweise aus den bekannten Parametern einer Grenzabgastemperatur, eines Grenzzündwinkels, bei dem noch eine stabile Verbrennung abläuft, und des Verbrennungswirkungsgrads des Verbrennungsmotors ermittelt bzw. berechnet. Diese Parameter liegen z.B. als Kenngrößen und/oder als Messgrößen vor.If the original engine torque setpoint Msollurspr is greater than the maximum engine torque setpoint Msollmax, the original engine torque setpoint Msollurspr is formed in the function block to form the current engine torque setpoint Msollakt 7 limited to the maximum motor torque setpoint Msollmax. Instead of the regulator 6 the determination of the maximum engine torque setpoint Msollmax from the control deviation Δ can also be made using a suitable model. This model can be in the form of a characteristic diagram and / or a physical and / or mathematical model. This model is preferably determined from the known parameters of a Grenzabgastemperatur, a Grenzzündwinkels still running at a stable combustion, and the combustion efficiency of the internal combustion engine or calculated. These parameters are available, for example, as parameters and / or as measured variables.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise eingesetzt, um Betriebszustände zu vermeiden, bei denen bei einer geringen Motormomentserzeugung verhältnismäßig viel Kraftstoff verbraucht wird. In diesen Betriebszuständen wird der Motormomen tensollwert gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren begrenzt oder reduziert.The process of the invention is preferably used to operating conditions to avoid those with low engine torque generation relatively much Fuel is consumed. In these operating states is the engine torque tensollwert according to the inventive method limited or reduced.

Besonders geeignet ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Begrenzung des Kraftstoffverbrauchs ohne nennenswerten Verlust an Fahrleistung bei Kraftfahrzeugen mit Ottomotoren und Abgasturboladern, welche bei Volllast unter ungünstigen Bedingungen betrieben werden. Ungünstige Bedingungen sind beispielsweise eine hohe Ladelufttemperatur, eine hohe Wassertemperatur, große Entfernung vom Erdmittelpunkt und/oder niedriger Luftdruck. Selbstverständlich kann das erfindungsgemäße Verfahren auch bei anderen Verbrennungsmotoren, z.B. Dieselmotoren, bei Verbrennungsmotoren ohne Abgasturbolader und in anderen Betriebszuständen eingesetzt werden.The process according to the invention is particularly suitable to limit fuel consumption without significant loss on driving performance in motor vehicles with gasoline engines and exhaust gas turbochargers, which under unfavorable at full load Conditions are operated. Unfavorable conditions are for example a high charge air temperature, a high water temperature, long distance from the center of the earth and / or low air pressure. Of course you can the inventive method also in other internal combustion engines, e.g. Diesel engines, in internal combustion engines without Exhaust gas turbocharger and used in other operating conditions.

Claims

experienced to operate an internal combustion engine with a turbocharger, characterized in that a current engine torque setpoint (Msollakt) from a maximum engine torque setpoint (Msollmax) and an original engine torque setpoint (Msollurspr) is determined, wherein the maximum engine torque setpoint (Msollmax) from a pre-calculated fuel consumption (KVvor) is determined.

A method according to claim 1, characterized in that the precalculated fuel consumption (KVvor) from a fuel mass flow setpoint (KMsoll) and a current engine torque value (manure) determined becomes.

A method according to claim 2, characterized in that the Fuel mass flow setpoint (KMsoll) of a current efficiency of the internal combustion engine depends.

A method according to claim 1, characterized in that the precalculated fuel consumption (KVvor) with a consumption setpoint (KVsoll) is compared to form a control deviation (Δ) and the maximum Motor torque setpoint (Msollmax) from the control deviation (Δ) is determined.

A method according to claim 1, characterized in that the Formation of the current motor torque setpoint (Msollakt) the maximum Motor torque setpoint (Msollmax) with the original motor torque setpoint (Msollurspr) is compared.

A method according to claim 5, characterized in that as current motor torque setpoint (Msollakt) the smaller of the values maximum motor torque setpoint (Msollmax) and original motor torque setpoint (Msollurspr) becomes.

A method according to claim 4, characterized in that the determination of the maximum engine torque setpoint (Msollmax) by means of a controller and / or models ( 6 ) he follows.

Method according to claim 7, characterized in that as regulator ( 6 ) a PI controller is used.