DE10235891A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung oder Regelung eines Laders - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung oder Regelung eines Laders

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DE10235891A1
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Carsten Reisinger
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Guido Porten
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung oder Regelung eines Laders (2000; 1000) vorgeschlagen, die eine Verringerung der Bordnetzbelastung besonders bei einem Hochlauf des Laders (2000; 1000) ermöglichen. Dabei wird ein Ansteuersignal gebildet, das den Lader (2000; 1000) ansteuert. In Abhängigkeit eines ersten Betriebszustandes der Brennkraftmaschine (1005), der einer Erhöhung eines Fahrerwunschmomentes unmittelbar vorausgeht, wird das Ansteuersignal derart gebildet, dass der Lader (2000; 1000) bereits während dieses ersten Betriebszustandes seine Drehzahl erhöht.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung oder Regelung eines Laders.
  • Es ist bekannt, die Leistung einer Brennkraftmaschine durch Verdichtung der zur Verbrennung des Kraftstoffs benötigten Luft mittels eines Abgasturboladers zu erhöhen, welcher aus einer Turbine und einem in der Luftzuführung zur Brennkraftmaschine betriebenen Verdichter besteht. Abgasturbolader weisen, insbesondere bei Kraftfahrzeugantrieben, den Nachteil eines verzögerten und unzureichenden Ansprechverhaltens bei kleinen Drehzahlen der Brennkraftmaschine auf. Zur Verbesserung des Ansprechverhaltens des Abgasturboladers ist es bekannt, den Abgasturbolader mittels eines elektrischen Hilfsantriebs zu unterstützen. Das kann beispielsweise durch einen in den Abgasturbolader integrierten Elektromotor erreicht werden, der bei kleinen Drehzahlen der Brennkraftmaschine die Welle des Abgasturboladers unterstützend antreibt. Dies bedingt jedoch sowohl eine hohe Drehzahlbelastbarkeit des Elektromotors, als auch einen hohen elektrischen Leistungsbedarf aufgrund der hohen Massenträgheitsmomente der Turbine des Abgasturboladers.
  • Zur Vermeidung dieser Nachteile ist beispielsweise aus dem US-Patent 6 029 452 bekannt, einen elektrisch betriebenen Ladeluftverdichter, welcher auch als elektrisch betriebener Hilfslader bezeichnet wird, in der Luftzuführung der Brennkraftmaschine in Reihe zu einem konventionellen Abgasturbolader zu betreiben. Dies hat den Vorteil, dass der separat in der Luftzuführung eingesetzte elektrisch betriebene Hilfslader auf den untersten Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine optimiert werden kann und aufgrund des deutlich geringeren Massenträgheitsmoments und der besseren Wirkungsgrade der Leistungsbedarf desselben deutlich kleiner ausfällt.
  • Aus der noch nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 10124543.2 ist bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines elektrisch betriebenen Laders bekannt, welcher mit einem Abgasturbolader zur Verdichtung der Brennkraftmaschine zugeführten Luft zusammenwirkt. Die Ansteuerung des elektrischen Laders erfolgt mittels eines Ansteuersignals, welches abhängig von einem vorgegebenen Wert für das Verdichterdruckverhältnis des elektrischen Laders gebildet wird.
  • Aus der DE-A 197 40 968 ist bekannt, abhängig vom Fahrerwunsch einen Sollwert für die Luftmassenströmung im Saugrohr zu ermitteln. Aus der EP 885 353 B1 ist bekannt, auf der Basis der aus dem Fahrerwunsch abgeleiteten Sollfüllung einen Solldrosselklappenwinkel und einen Sollladedruckwert zu ermitteln.
  • Vorteile der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung eines Laders mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass in Abhängigkeit eines ersten Betriebszustandes der Brennkraftmaschine, der einer Erhöhung eines Fahrerwunschmomentes unmittelbar vorausgeht, das Ansteuersignal derart gebildet wird, dass der Lader bereits während dieses ersten Betriebszustandes seine Drehzahl erhöht. Auf diese Weise kann der Lader bereits hochgefahren werden, bevor seine Zusatzverdichtung zur Realisierung des erhöhten Fahrerwunschmomentes benötigt wird. In einem nachfolgenden zweiten Betriebszustand zur Erhöhung des Fahrerwunschmomentes wird dann die erforderliche Zieldrehzahl des Laders schneller erreicht, mithin das erhöhte Fahrerwunschmoment schneller umgesetzt. Die Erhöhung der Drehzahl im zweiten Betriebszustand von der bereits im ersten Betriebszustand erreichten erhöhten Drehzahl auf die Zieldrehzahl erfordert auch eine geringere Bordnetzbelastung. Weiterhin ergibt sich bei einem Zusammenwirken des Laders mit einem Abgasturbolader zur Verdichtung der angesaugten Luft der Brennkraftmaschine ein Mitkoppeleffekt. Der Mitkoppeleffekt hat zur Folge, dass mit der Erhöhung der Drehzahl des Laders im ersten Betriebszustand auch der Abgasturbolader hochläuft. Auf diese Weise wird das erhöhte Fahrerwunschmoment im zweiten Betriebszustand noch schneller erreicht.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn der erste Betriebszustand durch Betätigung einer Kupplung erreicht wird. Auf diese Weise kann bereits die Kupplungsbetätigung bei einem Anfahr- oder vor einem Beschleunigungsvorgang zum Hochlauf der Drehzahl des Laders genutzt werden. Bei einem Fahrzeug mit Automatikgetriebe kann der erste Betriebszustand durch die Wegnahme des Fahrerfußes vom Bremspedal (erkennbar z. B. durch das Öffnen des Bremsschalters) bei eingelegter Fahrstufe erkannt werden. Das vom Fahrer geforderte Moment der Brennkraftmaschine bzw. das Fahrerwunschmoment beim Anfahr- oder Beschleunigungsvorgang wird auf diese Weise schneller erreicht.
  • Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass bei der Erhöhung der Drehzahl während des ersten Betriebszustandes ein dem Lader parallelgeschalteter erster Bypass geöffnet wird. Auf diese Weise wird durch die Erhöhung der Drehzahl des Laders im ersten Betriebszustand keine Verdichtung bewirkt und die Belastung des Bordnetzes somit erheblich verringert. Es ergibt sich im ersten Betriebszustand ein freier Hochlauf des Laders ohne Last.
  • Besonders vorteilhaft ist es, dass bei Ausbildung des Laders als elektrischer Hilfslader während des ersten Betriebszustandes die Drehzahl des elektrischen Hilfsladers auf einen vorgegebenen Wert und/oder mit einer vorgegebenen Steigung erhöht wird und dass der vorgegebene Wert für die Drehzahl in Abhängigkeit von der Bildung der Drehzahl des elektrischen Hilfsladers bei mindestens einer vorherigen Erhöhung des Fahrerwunschmomentes gebildet wird. Auf diese Weise kann der vorgegebene Wert für die Drehzahl abhängig vom Fahrertyp bzw. vom Fahrerverhalten eingestellt werden.
  • Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass während des ersten Betriebszustandes eine Momentenreserve gebildet wird. Auf diese Weise kann der Einschaltruck bei einem Einschalten des Laders in einem ersten Betriebszustand ausgeglichen werden.
  • Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Momentenreserve in Abhängigkeit von der Bildung der Drehzahl des elektrischen Hilfsladers bei mindestens einer vorherigen Erhöhung des Fahrerwunschmomentes gebildet wird. Auf diese Weise kann die Momentenreserve abhängig vom Fahrertyp bzw. vom Fahrerverhalten eingestellt werden.
  • Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass im ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine eine Betriebsgröße, insbesondere eine Motordrehzahl, der Brennkraftmaschine für den nachfolgenden zweiten Betriebszustand geschätzt wird und dass die Drehzahl des elektrischen Hilfsladers im ersten Betriebszustand erhöht wird, wenn die geschätzte Betriebsgröße in einem vorgegebenen Betriebsbereich liegt. Auf diese Weise kann weitgehend die gesamte Dauer des ersten Betriebszustandes zur Erhöhung der Drehzahl des elektrischen Hilfsladers genutzt werden, so dass dann mit Einsetzen des zweiten Betriebszustandes die zur Realisierung des erhöhter. Fahrerwunschmomentes erforderliche Zieldrehzahl des elektrischen Hilfsladers ausgehend von der bereits im ersten Betriebszustand erreichten erhöhten Drehzahl des elektrischen Hilfsladers schneller und mit geringerer Bordnetzbelastung erreicht werden kann.
  • Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Schätzung der Betriebsgröße auf Grund einer im nachfolgenden zweiten Betriebszustand zu erwartenden eingelegten Gangstufe eines Getriebes durchgeführt wird. Auf diese Weise lässt sich die Schätzung der Betriebsgröße besonders für einen als Schaltvorgang ausgebildeten ersten Betriebszustand besonders einfach durchführen.
  • Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass bei Ausbildung des Laders als mechanischer Hilfslader während des ersten Betriebszustandes das Ansteuersignal derart gebildet wird, dass eine Schaltkupplung des mechanischen Hilfsladers zu einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine geschlossen wird. Auf diese Weise lässt sich auch für den mechanischen Hilfslader ein beschleunigtes Erreichen der Zieldrehzahl im zweiten Betriebszustand erreichen. Außerdem wird ein Einschaltruck des mechanischen Hilfsladers im zweiten Betriebszustand erheblich reduziert und in den ersten Betriebszustand vorgezogen. Dies erhöht den Fahrkomfort.
  • Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass während des ersten Betriebszustandes ein dem mechanischen Hilfslader parallelgeschalteter zweiter Bypass geschlossen wird. Auf diese Weise wird der Ladedruck bzw. das Verdichterdruckverhältnis des mechanischen Hilfsladers bereits im ersten Betriebszustand aufgebaut, so dass zu Beginn des zweiten Betriebszustandes bereits ein erhöhter Ladedruck vorliegt und die Zieldrehzahl des mechanischen Hilfsladers noch schneller erreicht wird.
  • Weiterhin wird durch diese Maßnahme der Einschaltruck im zweiten Betriebszustand weiter reduziert und der Fahrkomfort erhöht.
    • Zeichnung
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Fig. 1 zeigt dabei ein Übersichtsblockschaltbild mit Ablaufdiagramm, welches ein erstes Ausführungsbeispiel beschreibt, während in Fig. 2 ein Blockschaltbild mit Ablaufdiagramm dargestellt ist, das die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren in detaillierterer Weise beschreibt und Fig. 3 ein Blockschaltbild für ein zweites Ausführungsbeispiel zeigt.
  • Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild für die Ermittlung einer vorgegebenen Drehzahl.
  • Fig. 5a) zeigt einen Verlauf der Motordrehzahl der Brennkraftmaschine über der Zeit für einen Beschleunigungsvorgang und
  • Fig. 5b) zeigt für diesen Beschleunigungsvorgang einen Verlauf des Fahrerwunschmomentes über der Zeit.
    • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild samt Ablaufdiagramm zur bedarfsgerechten Steuerung bzw. Regelung eines als elektrischer Hilfslader ausgebildeten Laders 2000. In Fig. 1 ist schematisch das Luftansaugsystem 10 einer Brennkraftmaschine 1005 dargestellt. Die angesaugte Luft wird unter anderem über einen Luftfilter 12, einen Verdichter 16 des elektrischen Hilfsladers 2000 und einen Verdichter 14 eines Abgasturboladers zu einem Ladeluftkühler 18 und von dort über eine Drosselklappe 1035 zur Brennkraftmaschine 1005 geführt. Der Verdichter 16 des elektrischen Hilfsladers 2000 wird über eine Antriebswelle 20 von einem elektrischen Motor 22, beispielsweise einem Gleichstrommotor, betätigt. Dieser wird über mindestens eine Ansteuerleitung 1040 von einer elektronischen Steuereinheit 28 betätigt.
  • Die elektronische Steuereinheit 28 umfasst wenigstens einen Mikrocomputer, in dem Programme implementiert sind, welche die Steuerung der Brennkraftmaschine 1005 sowie die des elektrischen Hilfsladers 2000 durchführen. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für ein Programm zur Steuerung des elektrischen Hilfsladers 2000 ist als Ablaufdiagramm in Fig. 1 als Teil der Steuereinheit 28 skizziert. Die dabei verwendeten Blöcke stellen Programme, Programmteile oder Programmschritte eines solchen Programms dar, während die Verbindungspfeile den Informationsfluss repräsentieren. In bekannter Weise, daher in Fig. 1 nicht dargestellt, wird abhängig von Last, Drehzahl und einer Vielzahl von weiteren Parametern, wie Temperatur, Höhe, Klopfzustand, etc. ein Ladedrucksollwert plsoll und ein Luftmassensollwert mlsoll ermittelt. Konkrete Lösungen zur Bestimmung dieser Werte sind aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt. Der Ladedrucksollwert dient dabei zur Ladedruckregelung in Verbindung mit einem Ladedruckistwert zur Ansteuerung des Abgasturboladers im geschlossenen Regelkreis. Der Ladedruckistwert pvdkds wird dabei vorzugsweise gemessen, zum Beispiel durch einen Drucksensor in Strömungsrichtung vor der Drosselklappe 1035, kann aber auch modelliert werden. Der Luftmassensollwert mlsoll wird unter anderem zur Einstellung der Drosselklappe 1035 weiterverarbeitet, z. B. zur Bildung des Sollfüllungswerts.
  • Der dabei verwendete Ladedruckistwert pvdkds repräsentiert also den Druck vor der Drosselklappe 1035, d. h. er enthält sowohl die Wirkung des Verdichters 14 des Abgasturboladers als auch die Wirkung des Verdichters 16 des elektrischen Hilfsladers 2000.
  • In Fig. 1 kennzeichnet 200 ein Kennfeld zur Ermittlung eines aktuellen Verdichterdruckverhältnisses vpezv des elektrischen Hilfsladers 2000 in Abhängigkeit einer Istdrehzahl nezv des elektrischen Hilfsladers 2000 und eines Luftmassenistwertes ml bzw. eines Istwertes für die Luftströmung zur Brennkraftmaschine. In einem Multiplikationsglied 205 wird das aktuelle Verdichterdruckverhältnis vpezv mit dem Ladedrucksollwert plsoll multipliziert, der wie beschrieben abhängig von Last, Motordrehzahl und einer Vielzahl von weiteren Parametern, wie Temperatur, Höhe bzw. Umgebungsdruck pu, Klopfzustand, etc. ermittelt wird. Anschließend wird in einem Divisionsglied 210 das Produkt vpezv.plsoll durch einen Ladedruckistwert pvdkds dividiert. Der Ladedruckistwert pvdkds wird dabei in Strömungsrichtung nach dem elektrischen Hilfslader 2000 und dem Verdichter 14 des Abgasturboladers bzw. vor der Drosselklappe 1035 mittels eines Drucksensors gemessen, kann aber auch modelliert werden. Am Ausgang des Divisionsgliedes 210 ergibt sich dann der Sollwert VPEL für das Verdichterdruckverhältnis des elektrischen Hilfsladers 2000. Somit gilt:

    VPEL = vpezv.plsoll/pvdkds (1)
  • Die Beziehung (1) lässt sich dabei aus der folgenden Beziehung herleiten:

    VPATL = plsoll/(pu.VPEL) (2)
  • Wenn der Eingangsdruck des elektrischen Hilfsladers 2000 in guter Näherung der Umgebungsdruck pu ist, dann ist der einzustellende Ausgangsdruck des elektrischen Hilfsladers 2000 das Produkt aus dem Umgebungsdruck pu und dem aktuell maximal verfügbaren Verdichterdruckverhältnis VPEL des elektrischen Hilfsladers 2000, also pu.VPEL. Dies ist dann der aktuell maximal verfügbare Eingangsdruck am Verdichter 14 des Abgasturboladers. Anstelle des Umgebungsdrucks pu kann auch ein gemessener oder modellierter Druck am Ausgang des Luftfilters 12 verwendet werden. Mit dem aktuellen Verdichterdruckverhältnis vpezv des elektrischen Hilfsladers 2000 ergibt sich dann am Ausgang des Verdichters 14 des Abgasturboladers der Ladedruckistwert pvdkds als

    pvdkds = pu.VPATL.vpezv (3)
  • Die Beziehung (3) aufgelöst nach VPATL und eingesetzt in die Beziehung (2) ergibt die Beziehung (1).
  • Daraus folgt, dass gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 zur bedarfsgerechten Ansteuerung des elektrischen Hilfsladers 2000 eine Information über den Beitrag des Verdichters 14 des Abgasturboladers zur Verdichtung allein nicht notwendig ist, vorausgesetzt, das aktuelle Verdichterdruckverhältnis vpezv und der Ladedruckistwert pvdkds stehen in der beschriebenen Weise als Messgrößen zur Verfügung.
  • Das nach dem Divisionsglied 210 zur Verfügung stehende einzustellende Verdichterdruckverhältnis VPEL des elektrischen Hilfsladers 2000 stellt also einen Sollwert für das Verdichterdruckverhältnis dar. Dieser wird dem weiteren Kennfeld 46 zugeführt, welches das Verdichterkennfeld des elektrischen Hilfsladers 16 darstellt. In diesem, ebenfalls beispielsweise durch Prüfstandsmessungen ermittelten Kennfelds, wird abhängig vom Solldruckverhältnis des elektrischen Hilfsladers 2000 die Solldrehzahl NELSOLL des elektrischen Hilfsladers 2000 ermittelt. Dies erfolgt abhängig von dem wie oben berechneten einzustellenden Verdichterdruckverhältnis VPEL des elektrischen Hilfsladers 2000 und dem fahrerwunschabhängigen Luftmassensollstrom mlsoll. Abhängig von diesen Größen wird als Solldrehzahlwert die Solldrehzahl NELSOLL ermittelt und der Drehzahlregelung 48 zugeführt. Diese bildet dann auf der Basis der Solldrehzahl NELSOLL und einer Istdrehzahl, die beispielsweise durch Messung des Stromes durch den Motor 22 des elektrischen Hilfsladers 2000 ermittelt werden kann, Ansteuersignale für den Motor 22 des elektrischen Hilfsladers 2000, welcher dann mit der vorgegebenen Solldrehzahl NELSOLL dreht.
  • Das Kennfeld 200 zur Ermittlung des aktuellen Verdichterdruckverhältnisses vpezv des elektrischen Hilfsladers 2000 ist gegenüber dem Verdichterkennfeld 46 invers im Hinblick auf die Eingangs- und Ausgangsgrößen Drehzahl des Motors 22 des elektrischen Hilfsladers 2000 und Verdichterdruckverhältnis des elektrischen Hilfsladers 2000.
  • Optional kann allgemein wie in Fig. 1 dargestellt ein Schalter 215 vorgesehen sein, über den je nach Schalterstellung als Solldrehzahlwert entweder die Solldrehzahl NELSOLL oder eine Ruhedrehzahl NEZVLLS zur Weiterleitung an die Drehzahlregelung 48 ausgewählt wird.
  • Um die Bordnetzbelastung des Fahrzeugs gering zu halten und den elektrischen Hilfslader 2000 nur bedarfsgerecht hinzuzuschalten, kann es vorgesehen sein, den elektrischen Hilfslader 2000 abzuschalten, wenn die Motordrehzahl nmot der Brennkraftmaschine, die bspw. als Verbrennungsmotor ausgebildet sein kann, oberhalb einer ersten vorgegebenen Motordrehzahl 225 liegt.
  • Zusätzlich und um ein ständiges Aus- und Einschalten des elektrischen Hilfsladers 2000 zu verhindern, kann es vorgesehen sein, dass der elektrische Hilfslader 2000 nach dem Abschalten wieder eingeschaltet wird, wenn die Motordrehzahl nmot der Brennkraftmaschine eine zweite vorgegebene Motordrehzahl 230 unterschreitet, die kleiner als die erste vorgegebene Motordrehzahl 225 ist. Auf diese Weise kann eine Hysteresefunktion realisiert werden, wie sie in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 220 gekennzeichnet ist.
  • Für den Fall des Überschreitens der ersten vorgegebenen Motordrehzahl 225 durch die Motordrehzahl nmot der Brennkraftmaschine wird ein Bit 235 gesetzt. Bei Unterschreiten der zweiten vorgegebenen Motordrehzahl 230 durch die Motordrehzahl nmot der Brennkraftmaschine wird das Bit 235 zurückgesetzt. Ist das Bit 235 gesetzt, so wird der elektrische Hilfslader 2000 nicht benötigt und abgeschaltet. Der Schalter 215 wird dann in eine Schalterstellung gebracht, in der er die Ruhedrehzahl NEZVLLS als Solldrehzahlwert für den elektrischen Hilfslader 2000 der Drehzahlregelung 48 zuführt. Ist das Bit 235 zurückgesetzt, so wird der elektrische Hilfslader 2000 benötigt und zugeschaltet. Der Schalter 215 wird dann in eine Schalterstellung gebracht, in der er die Solldrehzahl NELSOLL als Solldrehzahlwert der Drehzahlregelung 48 zuführt.
  • Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dem Schalter 215 Mittel 1030 zur Bildung eines Ansteuersignals für die Ansteuerung des verwendeten Laders, hier des elektrischen Hilfsladers 2000 nachzuschalten. Durch die Mittel 1030 wird die Drehzahl des elektrischen Hilfsladers 2000 in einem ersten Betriebszustand erhöht, obwohl keine erhöhte Momentenanforderung seitens des Fahrers besteht. Dem ersten Betriebszustand folgt jedoch unmittelbar ein zweiter Betriebszustand, der durch eine Erhöhung des Fahrerwunschmoments charakterisiert ist. Der zweite Betriebszustand kennzeichnet somit beispielsweise einen Anfahrvorgang oder einen Beschleunigungsvorgang. Der erste Betriebszustand kennzeichnet beispielsweise einen Zustand, in dem der Fahrer eine Kupplung der Brennkraftmaschine 1005 betätigt. Die Betätigung der Kupplung geht einem Anfahrvorgang oder einem Beschleunigungsvorgang unmittelbar voraus. Deshalb kann der erste Betriebszustand dazu genutzt werden, die Drehzahl des Motors 22 zu erhöhen, so dass dann mit Einsetzen des zweiten Betriebszustandes, in diesem Beispiel also mit dem Loslassen des Kupplungspedals und somit dem Schließen der Kupplung, die zur Realisierung eine erhöhten Fahrerwunschmomentes erforderliche Zieldrehzahl ausgehend von der im ersten Betriebszustand erhöhten Drehzahl schneller und mit geringerer Bordnetzbelastung erreicht wird.
  • Fig. 5a stellt einen idealen Verlauf der Motordrehzahl nmot der Brennkraftmaschine über der Zeit t dar. Dabei handelt es sich um einen Beschleunigungsvorgang, der durch mehrere Schaltvorgänge unterbrochen wird. Fig. 5b zeigt den Verlauf des Fahrerwunschmomentes über der Zeit t für diesen Beschleunigungsvorgang. Vom Zeitpunkt Null bis zu einem ersten Zeitpunkt t1 herrscht dabei ein Ausgangszustand mit konstanter Motordrehzahl nmot, die die zweite vorgegebene Motordrehzahl 230 unterschreitet. Vom Zeitpunkt Null bis zum ersten Zeitpunkt t1 soll dabei in diesem Beispiel die Kupplung vom Fahrer betätigt sein. Somit befindet sich die Brennkraftmaschine 1005 vom Zeitpunkt Null bis zum ersten Zeitpunkt t1 im ersten Betriebszustand, in dem die Drehzahl des Motors 22 sich erhöht. Zum ersten Zeitpunkt t1 wird das Kupplungspedal losgelassen und die Kupplung somit geschlossen, so dass der zweite Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1005 einsetzt. Vom ersten Zeitpunkt t1 bis zu einem nachfolgenden zweiten Zeitpunkt t2 wird das Fahrpedal vom Fahrer getreten. Von einer Motorsteuerung 10000 wird aus einer von einem Fahrpedalstellungserfassungssensor 10300 der Motorsteuerung 10000 zugeführten Fahrpedalstellung ein zugehöriges Fahrerwunschmoment berechnet und durch in den Figuren nicht dargestellte Stellglieder, beispielsweise unter Beeinflussung des Zündwinkels, der Einspritzzeit und/oder der Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine eingestellt bzw. eingeregelt. Vom Zeitpunkt Null bis zum ersten Zeitpunkt t1 liegt das Fahrerwunschmoment dabei auf dem ersten Wert M1 und vom ersten Zeitpunkt t1 bis zum zweiten Zeitpunkt t2 liegt das Fahrerwunschmoment auf dem zweiten Wert M2. Vom ersten Zeitpunkt t1 bis zum zweiten Zeitpunkt t2 steigt somit die Motordrehzahl nmot idealer Weise linear bis auf einen Wert an, der größer als die erste vorgegebene Motordrehzahl 225 ist. Da die Stellglieder der Steuerung bzw. Regelung zur Umsetzung des Fahrerwunschmomentes jedoch. gewisse Tot- bzw. Ansprechzeiten haben, wird der vom ersten Zeitpunkt t1 angeforderte zweite Wert M2 für das Fahrerwunschmoment nur allmählich erreicht. Durch den Einsatz des elektrischen Hilfsladers 2000 kann wie beschrieben das Erreichen des zweiten Wertes M2 des Fahrerwunschmomentes beschleunigt werden.
  • Zum zweiten Zeitpunkt t2 bei dem die Motordrehzahl nmot der Brennkraftmaschine die erste vorgegebene Motordrehzahl 225 überschreitet, betätigt der Fahrer das Kupplungspedal erneut und nimmt gleichzeitig den Fuß vom Fahrpedal, um die nächste Gangstufe einzulegen. Während des Schaltvorgangs vom zweiten Zeitpunkt t2 bis zu einem nachfolgenden dritten Zeitpunkt t3 fällt das Fahrerwunschmoment auf den ersten Wert M1 und die Motordrehzahl nmot der Brennkraftmaschine 1005 auf einen Wert unterhalb der zweiten vorgegebenen Motordrehzahl 230 ab. Nach erfolgtem Einkuppeln, d. h. Schließen der Kupplung und Loslassen des Kupplungspedals zum dritten Zeitpunkt t3 betätigt der Fahrer wieder das Fahrpedal und das Fahrerwunschmoment steigt wieder auf den zweiten Wert M2 an. Entsprechend steigt die Motordrehzahl nmot der Brennkraftmaschine 1005 wieder auf einen Wert oberhalb der ersten vorgegebenen Motordrehzahl 225 an. Der beschriebene Vorgang wird bis zum Erreichen einer gewünschten Endgeschwindigkeit wiederholt. Wenn nun das Fahrerwunschmoment nach den einzelnen Schaltvorgängen wieder schneller erreicht wird, beispielsweise durch den beschriebenen Einsatz des elektrischen Hilfsladers 2000, so kann der gesamte Beschleunigungsvorgang verkürzt werden.
  • Nachteilig bei dem beschriebenen Beschleunigungsvorgang wirkt sich jedoch die Tatsache aus, dass der elektrische Hilfslader 2000 für Motordrehzahlen nmot der Brennkraftmaschine 1005, die die erste vorgegebene Motordrehzahl 225 überschreiten, abgeschaltet wird. In diesem Fall ist nämlich der elektrische Hilfslader 2000 zum zweiten Zeitpunkt t2 bereits abgeschaltet, weil zu diesem Zeitpunkt die Motordrehzahl nmot der Brennkraftmaschine 1005 oberhalb der ersten vorgegebenen Motordrehzahl 225 liegt. Die Betätigung der Kupplung zum zweiten Zeitpunkt t2 führt somit zunächst nicht zu einem Einschalten und damit Erhöhen der Drehzahl des elektrischen Laders 2000. Dies ist erst wieder mit Unterschreiten der zweiten vorgegebenen Motordrehzahl 230 durch die Motordrehzahl nmot der Brennkraftmaschine 1005 möglich. Gemäß Fig. 5a wird die zweite vorgegebene Motordrehzahl 230 von der Motordrehzahl nmot der Brennkraftmaschine 1005 erst kurz vor dem dritten Zeitpunkt t3 unterschritten, so dass für das Einschalten und das Erhöhen der Drehzahl des elektrischen Hilfsladers 2000 bis zum dritten Zeitpunkt t3 und damit bis zum neuerlichen Erreichen des zweiten Betriebszustandes nur ein Bruchteil der Dauer des ersten Betriebszustandes zur Verfügung steht. Die Drehzahl des elektrischen Hilfsladers 2000 kann daher möglicher Weise nicht so stark erhöht werden, wie dies bei Ausnützung der gesamten Dauer des ersten Betriebszustandes, also der gesamten Zeitspanne zwischen dem zweiten Zeitpunkt t2 und dem dritten Zeitpunkt t3 möglich gewesen wäre. Dies führt wiederum dazu, dass das vom dritten Zeitpunkt t3 an einzustellende Fahrerwunschmoment weniger schnell umgesetzt werden kann, als dies theoretisch möglich gewesen wäre. Der Beschleunigungsvorgang wird somit nicht optimal verkürzt.
  • Dies kann dadurch umgangen werden, dass die Drehzahl des elektrischen Hilfsladers 2000 von dem Zeitpunkt an, zu dem die Motordrehzahl nmot der Brennkraftmaschine 1005 die zweite vorgegebene Motordrehzahl 230 unterschreitet, zumindest bis zum neuerlichen Erreichen des zweiten Betriebszustandes schneller erhöht wird. Dies führt jedoch zu einer größeren Belastung des Bordnetzes.
  • Erfindungsgemäß ist, wie in Fig. 1 dargestellt, die Motorsteuerung 10000 vorgesehen, die mit einer Getriebesteuerung 20000 verbunden ist. Weiterhin ist eine Drehzahlmessvorrichtung 10100 zur Messung der Motordrehzahl nmot der Brennkraftmaschine 1005 vorgesehen und mit der Motorsteuerung 10000 verbunden. Weiterhin ist ein Kupplungspedalstellungserfassungssensor 10200 zur Erfassung der Kupplungspedalstellung vorgesehen und mit der Motorsteuerung 10000 verbunden. Weiterhin ist der Fahrpedalstellungserfassungssensor 10300 zur Erfassung der Fahrpedalstellung vorgesehen und mit der Motorsteuerung 10000 verbunden. Weiterhin ist ein Drehzahlschalter 10400 vorgesehen, der von der Motorsteuerung 10000 gesteuert ist und entweder den auch mit der Motorsteuerung 10000 verbundenen Ausgang der Drehzahlmessvorrichtung 10100 oder einen Ausgang 10500 der Motorsteuerung 10000 mit dem Motordrehzahleingang der Hysteresefunktion 220 verbindet. Dieser Motordrehzahleingang der Hysteresefunktion 220 wird überschrieben und mit der ersten vorgegebenen Motordrehzahl 225 und der zweiten vorgegebenen Motordrehzahl 230 verglichen und ist in Fig. 1 mit nmot gekennzeichnet.
  • Das Einleiten eines Schaltvorgangs, beispielsweise zum zweiten Zeitpunkt t2 wird von der Motorsteuerung 10000 aus den vom Kupplungspedalstellungserfassungssensor 10200 und vom Fahrpedalstellungserfassungssensor 10300 empfangenen Mess-Signalen dadurch erkannt, dass das Kupplungspedal durchgetreten wird und gleichzeitig das Fahrpedal losgelassen wird.
  • Falls nun ein konstant großes Fahrerwunschmoment, beispielsweise gemäß dem zweiten Wert M2 in Fig. 5b durch den erkannten Schaltvorgang, beispielsweise zum zweiten Zeitpunkt t2 unterbrochen wird, so kann in der Motorsteuerung 10000 angenommen werden, dass nach erfolgtem Schaltvorgang und Schließen der Kupplung wiederum ein ähnlich oder gleich hohes Fahrerwunschmoment angefordert ist, wie dies im Beispiel nach Fig. 5b ab dem dritten Zeitpunkt t3 der Fall ist.
  • Von der Getriebesteuerung 20000 sind der Motorsteuerung 10000 die Übersetzungsverhältnisse der einzelnen Gangstufen des Fahrzeuggetriebes sowie eine Information über die vor Einleiten des Schaltvorgangs beispielsweise zum zweiten Zeitpunkt t2 zuletzt eingelegte Gangstufe zugeführt. Eine Getriebesteuerung ist nur bei Fahrzeugen mit automatischem Getriebe vorhanden.
  • Bei Fahrzeugen mit manuellem Schaltgetriebe erfolgt die Ermittlung des aktuell eingelegten Ganges aus dem Quotienten (Drehzahl der Brennkraftmaschine)/(Fahrzeuggeschwindigkeit) direkt in der Motorsteuerung.
  • Die Drehzahl der Brennkraftmaschine wird mittels eines Drehzahlgebers an der Kurbelwelle gemessen. Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird zum Beispiel aus der Raddrehzahl (kommt z. B. vom Raddrehzahlgeber des Antiblockiersystems oder einem separaten Drehzahlgeber) berechnet.
  • Aus der der Motorsteuerung 10000 von der Drehzahlmessvorrichtung 10100 zugeführten gemessenen Motordrehzahl nmot der Brennkraftmaschine 1005 beispielsweise zum zweiten Zeitpunkt t2 unmittelbar vor Einleiten des Schaltvorgangs kann die Motorsteuerung 10000 nun durch Division mit dem Übersetzungsverhältnis der zuletzt eingelegten Gangstufe und Multiplikation mit dem Übersetzungsverhältnis der nächst höheren Gangstufe die Motordrehzahl nmot der Brennkraftmaschine 1005 voraus berechnen, die sich nach Abschließen des Schaltvorgangs, in diesem Beispiel zum dritten Zeitpunkt t3 einstellen wird.
  • Diese Vorausberechnung kann die Motorsteuerung 10000 durchführen, sobald sie das Einleiten des Schaltvorgangs in der beschriebenen Weise detektiert. Dies wird im beschriebenen Beispiel unmittelbar nach dem zweiten Zeitpunkt t2 sein. Die Motorsteuerung 10000 prüft dann, ob die voraus berechnete Motordrehzahl der Brennkraftmaschine 1005 kleiner ist, als die zweite vorgegebene Motordrehzahl 230. Ist dies der Fall, so veranlasst die Motorsteuerung 10000 den Drehzahlschalter 10400 zur Verbindung des Ausgangs der Motorsteuerung 10000 mit dem Motordrehzahleingang der Hysteresefunktion 220, wobei an diesem Ausgang, der in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 10500 gekennzeichnet ist, die vorausberechnete Motordrehzahl anliegt. Dabei kann es vorgesehen sein, dass die Motorsteuerung 10000 den Drehzahlschalter 10400 nur dann zur Verbindung des Ausgangs 10500 der Motorsteuerung 10000 mit dem Motordrehzahleingang der Hysteresefunktion 220 veranlasst, wenn die von der Drehzahlmessvorrichtung 10100 ermittelte aktuelle Motordrehzahl nmot der Brennkraftmaschine 1005 oberhalb der zweiten vorgegebenen Motordrehzahl 230 liegt. Andernfalls und außerhalb der Schaltphasen mit betätigter Kupplung veranlasst die Motorsteuerung 10000 den Drehzahlschalter 10400 zur Verbindung des Ausgangs der Drehzahlmessvorrichtung mit dem Motordrehzahleingang der Hysteresefunktion 220, so dass am Motordrehzahleingang der Hysteresefunktion 220 die aktuelle Motordrehzahl nmot der Brennkraftmaschine 1005 anliegt.
  • Wenn also die tatsächliche Motordrehzahl nmot der Brennkraftmaschine 1005 vor dem Schaltvorgang und damit vor dem zweiten Zeitpunkt t2, wie in Fig. 5a höher als die erste vorgegebene Motordrehzahl 225 ist und die vorausberechnete Motordrehzahl für den dritten Zeitpunkt t3 niedriger als die zweite vorgegebene Motordrehzahl 230, wie in Fig. 5a dargestellt, ist, so kann der elektrische Hilfslader 2000 bereits frühzeitig und unmittelbar nach dem zweiten Zeitpunkt t2 eingeschaltet und in seiner Drehzahl erhöht werden. Auf diese Weise lässt sich nahezu der gesamte Zeitraum vom zweiten Zeitpunkt t2 bis zum dritten Zeitpunkt t3, der hier exemplarisch für einen Schaltvorgang bzw. einen ersten Betriebszustand während eines Beschleunigungsvorgangs betrachtet wird, zur Erhöhung der Drehzahl des elektrischen Hilfsladers ausnutzen, so dass bei möglichst geringer Belastung des Bordnetzes die zur Realisierung des erhöhten Fahrerwunschmomentes gemäß dem zweiten Wert M2 erforderliche Zieldrehzahl des elektrischen Hilfsladers 2000 schneller erreicht werden kann.
  • Somit kann die Drehzahl des elektrischen Hilfsladers 2000 bei einem Beschleunigungsvorgang mit einem oder mehreren Schaltvorgängen bereits während der Schaltpausen auf einen vorgegebenen Wert erhöht werden, von dem aus nach Beendigung des jeweiligen Schaltvorgangs durch Einkuppeln bzw. Schließen der Kupplung die erforderliche Zieldrehzahl des elektrischen Hilfsladers 2000 schneller erreicht werden kann. Dadurch kann der gesamte Beschleunigungsvorgang verkürzt und das Beschleunigungsverhalten des Fahrzeugs verbessert werden.
  • Die Vorausberechnung der Drehzahl nmot der Brennkraftmaschine 1005, die sich nach Abschließen des Schaltvorgangs einstellen wird, stellt eine Schätzung einer Betriebsgröße der Brennkraftmaschine 1005 für den zweiten Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1005 dar. Die Motordrehzahl nmot der Brennkraftmaschine 1005 ist dabei ein Beispiel für eine solche Betriebsgröße. Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung der Motordrehzahl nmot der Brennkraftmaschine 1005 als, eine solche Betriebsgröße beschränkt. Generell wird erfindungsgemäß im ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1005 eine Betriebsgröße der Brennkraftmaschine 1005 für den nachfolgenden zweiten Betriebszustand geschätzt, wobei die Drehzahl des elektrischen Hilfsladers 2000 im ersten Betriebszustand erhöht wird, wenn die geschätzte Betriebsgröße in einem vorgegebenen Betriebsbereich liegt, der für die Motordrehzahl nmot der Brennkraftmaschine 1005 der Wertebereich unterhalb der zweiten vorgegebenen Motordrehzahl 230 ist.
  • Ist der erste Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1005 ein Schaltvorgang eines Anfahr- oder eines Beschleunigungsvorgangs, so erfolgt die Schätzung der Betriebsgröße aufgrund einer im nachfolgenden zweiten Betriebszustand zu erwartenden eingelegten Gangstufe des Getriebes, wie dies beispielhaft für die Vorausberechnung der Motordrehzahl nmot der Brennkraftmaschine 1005, die sich nach Abschließen des Schaltvorgangs einstellen wird, beschrieben wurde.
  • Bei einem Fahrzeug mit Automatikgetriebe kann der erste Betriebszustand durch die Wegnahme des Fahrerfußes vom Bremspedal (erkennbar z. B. durch das Öffnen des Bremsschalters) bei eingelegter Fahrstufe erkannt werden. Das vom Fahrer geforderte Moment der Brennkraftmaschine bzw. das Fahrerwunschmoment beim Anfahr- oder Beschleunigungsvorgang wird auf diese Weise ebenfalls schneller erreicht.
  • Der erste Betriebszustand kann zusätzlich oder alternativ auch durch Erkennung eines Beschleunigungs- oder Anfahrvorgangs mindestens eines vorausfahrenden Fahrzeugs erreicht werden. Eine solche Erkennung kann beispielsweise mittels eines systems zur adaptiven Abstandsregelung erfolgen. Solche Systeme können durch Plausibilisierung der Abstandssignale zum vorausfahrenden Verkehr Verzögerungs- und Beschleunigungsvorgänge derzeit bis mindestens zum zweiten vorausfahrenden Fahrzeug erkennen. Dies gilt auch für Anfahrvorgänge innerhalb einer Fahrzeugkolonne.
  • Der Aufbau der Mittel 1030 ist in Fig. 2 näher und mit den erforderlichen Eingangsgrößen dargestellt. Ein Kupplungsbetätigungserfassungssignal 1050 ist dabei einem Flankendetektor 1085 zugeführt. Ein Ausgangssignal des Flankendetektors 1085 ist einem Verzögerungsglied 1090 zugeführt. Dem Verzögerungsglied 1090 ist außerdem ein applizierbarer Zeitvorgabewert 1045 zugeführt. Ein Ausgangssignal des Verzögerungsgliedes 1090 ist einem Hochlauf-UND-Gatter 1095 zugeführt. Weiterhin ist das Bit 235 einem Hochlauf-Invertier-Glied 1105 zugeführt, das das Bit 235 invertiert. Ein Ausgang des Hochlauf-Invertier- Gliedes 1105 ist ebenfalls dem Hochlauf-UND-Gatter 1095 zugeführt. Ein Ausgang des Hochlauf-UND-Gatters 1095 steuert einen Auswahlschalter 1080 an. Dem Auswahlschalter 1080 ist einerseits das Ausgangssignal 1055 des Schalters 215 zugeführt und andererseits ein Ausgangssignal eines Rampenfunktionsmoduls 1075. Das Ausgangssignal 1055 des Schalters 215 ist je nach dessen Schalterstellung die Ruhedrehzahl NEZVLLS oder die Solldrehzahl NELSOLL. Dem Rampenfunktionsmodul 1075 ist ein Ausgangswert 1060, eine Steigung 1065 und ein applizierbarer Endwert 1070 zugeführt. Ein Ausgangssignal des Auswahlschalters 1080 ist einem Maximumauswahlglied 1100 zugeführt. Dem Maximumauswahlglied 1100 ist außerdem das Ausgangssignal 1055 des Schalters 215 zugeführt. Ein erstes Ausgangssignal NELSOLL1 ist der Drehzahlregelung 48 zugeführt. Ein zweites Ausgangssignal X ist einem Bypassventil 1110 zugeführt, über das ein dem Verdichter 16 des elektrischen Hilfsladers 2000 und dem Verdichter 14 des Abgasturboladers parallel geschalteter erster Bypass 1010 geöffnet oder geschlossen werden kann.
  • Der Zeitvorgabewert 1045 kann beispielsweise 10 s betragen. Wird nun die Kupplung vom Fahrer betätigt und somit der erste Betriebszustand eingestellt, so wird das Kupplungsbetätigungserfassungssignal 1050 gesetzt. Die positive Flanke des Kupplungsbetätigungserfassungssignals 1050 wird vom Flankendetektor 1085 detektiert. Der Flankendetektor 1085 gibt daraufhin einen gesetzten Wahrheitswert TRUE als gesetztes Wahrheitsbit an das Verzögerungsglied 1090 ab. Das Verzögerungsglied 1090 verzögert die Bitdauer des Wahrheitsbits auf den Zeitvorgabewert 1045, in diesem Beispiel also auf 10 s. Wenn nun während der Dauer des verzögerten gesetzten Wahrheitsbits das Bit 235 zurückgesetzt ist und somit eine Betriebssituation anzeigt, in der der elektrische Hilfslader 2000 benötigt wird, so gelangt nach Inversion durch das Hochlauf-Invertier-Glied 1105 ein ebenfalls auf TRUE gesetztes Signal vom Hochlauf-Invertier-Glied 1105 zum Hochlauf-UND-Gatter 1095. Der Ausgang des Hochlauf-UND- Gatters 1095 ist somit ebenfalls gesetzt und steuert den Auswahlschalter 1080 derart an, dass er den Ausgang des Rampenfunktionsmoduls 1075 mit dem Maximumauswahlglied 1100 verbindet. Das Kupplungsbetätigungserfassungssignal 1050 ist auch dem Rampenfunktionsmodul 1075 zugeführt. Es ist während der Betätigung der Kupplung gesetzt. Mit der positiven Flanke des Kupplungsbetätigungserfassungssignal 1050 gibt das Rampenfunktionsmodul 1075 den Ausgangswert 1060 als Ausgangssolldrehzahl für den elektrischen Hilfslader 2000 über den Auswahlschalter 1080 an das Maximumauswahlglied 1100 ab. Die Ausgangssolldrehzahl kann beispielsweise bei 500 Umdrehungen pro Minute liegen. Anschließend berechnet das Rampenfunktionsmodul ausgehend vom Ausgangswert 1060 mittels der Steigung 1065 weitere Solldrehzahlen für den elektrischen Hilfslader 2000, die somit rampenförmig bis zu einer dem Endwert 1070 entsprechenden Endsolldrehzahl für den elektrischen Hilfslader 2000 ansteigen. Der Endwert kann dabei beispielsweise 22000 Umdrehungen pro Minute betragen. Solange der Auswahlschalter 1080 das Rampenfunktionsmodul 1075 mit dem Maximumauswahlglied 1100 verbindet, werden die vom Rampenfunktionsmodul 1075 berechneten Solldrehzahlen für den elektrischen Hilfslader 2000 an das Maximumauswahlglied 1100 geliefert. Mit Erreichen des Endwertes 1070 wird nur noch die entsprechende Endsolldrehzahl geliefert. Das Rampenfunktionsmodul 1075 wird erst wieder zurückgesetzt, wenn die Kupplungsbetätigung beendet ist und das Kupplungsbetätigungserfassungssignal 1050 wieder zurückgesetzt ist. Alternativ zu dem beschriebenen linear rampenförmigen Anstieg der berechneten Solldrehzahlen kann es auch vorgesehen sein, dass das Rampenfunktionsmodul 1075 einen nichtlinearen Anstieg der Solldrehzahlen realisiert und damit eine nichtlineare Rampenfunktion. Die Zeit von der Ausgabe der Ausgangssolldrehzahl entsprechend, dem Ausgangswert 1060 bis zur. Ausgabe der Endsolldrehzahl entsprechend dem Endwert 1070 kann beispielsweise 0,5 s betragen.
  • Im Maximumauswahlglied 1100 wird der größere der beiden Eingangswerte als Solldrehzahl für den elektrischen Hilfslader 2000 abgegeben. Dadurch wird gewährleistet, dass der elektrische Hilfslader 2000 immer mit der gerade größten geforderten Drehzahl betrieben wird.
  • Wird der Ausgang des Hochlauf-UND-Gatters 1095 spätestens nach Ablauf der durch den Zeitvorgabewert 1045 vorgegebenen Zeit zurückgesetzt, so wird das Rampenfunktionsmodul 1075 wieder mittels Umschalten des Auswahlschalters 1080 vom Maximumauswahlglied 1100 getrennt. Beide Eingangsgrößen und somit auch die Ausgangsgröße NELSOLL1 des Maximumauswahlgliedes 1100 entsprechen dann dem Ausgangssignal des Schalters 215.
  • Zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass das Maximumauswahlglied 1100 mittels des optional vorgesehenen zweiten Ausgangssignals X das Bypassventil 1110, das auch als Schubumluftventil bezeichnet wird, des ersten Bypasses 1010 öffnet, solange das Ausgangssignal des Rampenfunktionsmoduls 1075 im Maximumauswahlglied 1100 zur Ausgabe ausgewählt wird und der Auswahlschalter 1080 das Rampenfunktionsmodul 1075 mit dem Maximumauswahlglied 1100 verbindet, wozu zur Detektion dieses Schaltzustandes des Auswahlschalters 1080 das Ausgangssignal des Hochlauf-UND- Gatters 1095 auch dem Maximumauswahlglied 1100 zugeführt sein kann, wie in Fig. 2 dargestellt.
  • Durch diese Maßnahme wird bewirkt, dass während des Hochlaufs der Drehzahl des elektrischen Hilfsladers 2000 im ersten Betriebszustand keine Verdichtung durch die Verdichter 14, 16 stattfindet und somit das Bordnetz erheblich weniger belastet wird. Mit Umschalten des Auswahlschalters 1080 zur Trennung des Rampenfunktionsmoduls 1075 vom Maximumauswahlglied 1100 wird dann das Bypassventil 1110 des ersten Bypasses 1010 mittels des zweiten Ausgangssignals X des Maximumauswahlgliedes 1100 wieder geschlossen, so dass in dem nun folgenden zweiten Betriebszustand der Ladedruck aufgebaut und die gemäß dem Fahrerwunschmoment geforderte Zieldrehzahl am elektrischen Hilfslader 2000 bzw. das geforderte Solldruckverhältnis über dem elektrischen Hilfslader 2000 eingestellt werden kann. Die bei geeigneter Wahl des Endwertes 1070 diesen in der Regel übersteigende Zieldrehzahl von beispielsweise 40000 Umdrehungen pro Minute wird dann im zweiten Betriebsmodus ausgehend vom Endwert 1070 schneller und das Bordnetz weniger belastend erreicht. Der gewünschte Ladedruck am Ausgang des elektrischen Hilfsladers 2000 steht somit erheblich schneller zur Verfügung.
  • Optional kann es weiterhin generell vorgesehen sein, dass der Solldrehzahlwert des elektrischen Hilfsladers 2000 mittels eines zweiten Filters 240, das beispielsweise als Tiefpassfilter ausgebildet sein soll, gefiltert wird. Dies ist unabhängig von der Verwendung des Schalters 215. In Fig. 1 wird beispielhaft dargestellt, dass den Mitteln 1030 der Tiefpass 240 folgt, dem Tiefpass 240 somit als Solldrehzahlwert die Ausgangssolldrehzahl NELSOLL1 zugeführt wird.
  • Durch den Tiefpass 240 wird die Drehzahlregelung 48 gegen Schwingungen abgesichert. Die Zeitkonstante oder die Zeitkonstanten des Tiefpasses 240 können dabei in Abhängigkeit der Ausgangssolldrehzahl NELSOLL1 gewählt werden. Im folgenden soll beispielhaft von einer einzigen Zeitkonstanten des Tiefpasses 240 ausgegangen werden. Die Zeitkonstante kann mittels einer Kennlinie 245 in Abhängigkeit der Ausgangssolldrehzahl NELSOLL1 gewählt werden. Dabei kann der Kennlinienverlauf beispielsweise derart vorgegeben sein, dass einer kleineren Ausgangssolldrehzahl NELSOLL1 eine kleinere Zeitkonstante und einer größeren Ausgangssolldrehzahl NELSOLL1 eine größere Zeitkonstante zugeordnet ist. Dies führt dazu, dass eine kleinere Ausgangssolldrehzahl NELSOLL1 schneller und eine größere Ausgangssolldrehzahl NELSOLL1 langsamer von der nach dem Tiefpass 240 folgenden Drehzahlregelung 48 eingestellt werden kann. Dies führt bei größeren Ausgangssolldrehzahlen NELSOLL1 nicht zu einem abrupten Hochfahren des elektrischen Hilfsladers 2000 und damit zu einem größeren Fahrkomfort.
  • Alternativ oder zusätzlich könnten die Zeitkonstante oder die Zeitkonstanten des Tiefpasses 240 auch parameterabhängig bzw. kennfeldgesteuert beispielsweise in Abhängigkeit des Luftmassenistwertes ml und/oder der Motordrehzahl nezv des elektrischen Hilfsladers 2000 eingestellt werden.
  • Optional kann es weiterhin generell vorgesehen sein, dass eine Vorrichtung 250 zur Gradientenbildung einer Fahrpedalstellung wped über der Zeit t vorgesehen ist. Der durch die Vorrichtung 250 gebildete Gradient wird einem Vergleicher 255 zugeführt. Der Vergleicher 255 vergleicht den Gradienten mit einem vorgegebenen Wert GRWPEDEZV. Liegt der Gradient über dem vorgegebenen Wert GRWPEDEZV, dann wird als Solldrehzahlwert eine Maximaldrehzahl NEZVHIS für den elektrischen Hilfslader 2000 eingestellt und entweder direkt oder wie in Fig. 1 über den Tiefpass 240 der Drehzahlregelung 48 zugeführt.
  • Zusätzlich und wie in Fig. 1 dargestellt kann es vorgesehen sein, die vom Gradienten der Fahrpedalstellung abhängige Solldrehzahlwertbildung mit der oben beschriebenen Hysteresefunktion zu verknüpfen. Dabei wird einerseits der Ausgang des Vergleichers 255 und andererseits das Bit 235 auf ein UND-Gatter 260 geführt. Der Ausgang des Vergleichers 255 ist dabei gesetzt, wenn der Gradient der Fahrpedalstellung über dem vorgegebenen Wert GRWPEDEZV liegt.
  • Wenn nun also der Gradient der Fahrpedalstellung über dem vorgegebenen Wert GRWPEDEZV liegt und die Motordrehzahl nmot der Brennkraftmaschine 1005 unterhalb der ersten vorgegebenen Motordrehzahl liegt, dann wird dem Tiefpass 240 die Maximaldrehzahl NEZVHIS als Solldrehzahlwert zugeführt. Auf diese Weise lässt sich bei einer sehr schnellen Momentenanforderung und ausgeschaltetem oder mit schwacher Drehzahl betriebenem elektrischem Hilfslader 2000 der elektrische Hilfslader 2000 in einem schnelleren Rechenraster vorgesteuert zum Hochlauf bringen, wodurch ein erheblicher Dynamikgewinn erzielt wird.
  • Die Berechnung des Ladedrucksollwerts plsoll erfolgt dabei über die Momentenstruktur der Motorsteuerung und benötigt eine dementsprechende Laufzeit. Weiterhin enthält der Berechnungsweg Funktionen, wie zum Beispiel die Lastschlagdämpfung, die zu einem verzögerten Aufbau des Ladedrucksollwerts plsoll führen, der deshalb gegenüber dem aus der Betätigung des Fahrpedals resultierenden Pedalsignal in Form des Gradienten der Fahrpedalstellung nacheilt.
  • Alternativ oder auch ergänzend könnten auch der Ladedrucksollwert plsoll und der Luftmassensollstrom mlsoll über eine Prädiktionsrechnung ermittelt werden. Durch eine solche Vorhersage lässt sich der Drehzahlaufbau des elektrischen Hilfsladers 2000 ebenfalls vorsteuern bzw. schneller realisieren. Bei der Prädiktionsrechnung kann beispielsweise die Differenz zwischen dem letzten und dem vorletzten Ladedrucksollwert bzw. Luftmassensollstrom bestimmt und aufgrund dieser Differenz eine Extrapolation auf einen nachfolgenden Ladedrucksollwert bzw. Luftmassensollstrom durchgeführt und somit eine vorhersage realisiert werden.
  • Für den Fall, dass der erste Betriebszustand durch Erkennung eines Beschleunigungs- oder Anfahrvorgangs mindestens eines vorausfahrenden Fahrzeugs erreicht wird, kann vom System zur adaptiven Abstandsregelung ein Beschleunigungssignal 3000 generiert bzw. gesetzt und beispielsweise über einen CAN-Bus an die elektronische Steuereinheit 28 übermittelt werden. Das Beschleunigungssignal 3000 steht dann als Eingangsgröße der Mittel 1030 zur Verfügung, wie in Fig. 2 gestrichelt dargestellt. Dabei kann das Beschleunigungssignal 3000 an die Stelle des Kupplungsbetätigungserfassungssignals 1050 treten. Ein Setzen des Beschleunigungssignals 3000 entspricht dann einem Setzen des Kupplungsbetätigungserfassungssignals 1050. Es kann alternativ aber auch vorgesehen seih, dass sowohl das Kupplungsbetätigungserfassungssignal 1050 als auch das Beschleunigungssignal 3000 vorgesehen sind als Eingangsgrößen der Mittel 1030. In diesem Fall kann eine ODER-Verknüpfung vorgesehen sein, die das Kupplungsbetätigungserfassungssignal 1050 mit dem Beschleunigungssignal 3000 ODER-verknüpft. Die ODER- Verknüpfung ist in Fig. 2 nicht dargestellt. Das Ausgangssignal der ODER-Verknüpfung ist dann auf den Flankendetektor 1085 und das Rampenfunktionsmodul 1075 geführt.
  • Für den Fall, dass der erste Betriebszustand durch Entlastung des Bremspedals bei eingelegter Fahrstufe im Falle eines Automatikgetriebes erreicht wird, kann das Kupplungsbetätigungserfassungssignal 1050 durch ein Bremspedalentlastungserfassungssignal ersetzt werden, das gesetzt wird, wenn eine Entlastung des Bremspedals erfasst wird. Dies kann durch eine geeignete Messvorrichtung erfolgen.
  • Die Verwendung des Beschleunigungssignals 3000 kann auf besonders anfahrkritische Situationen wie beispielsweise große Höhe, hohe Umgebungstemperatur, Anhängerbetrieb oder dergleichen eingegrenzt werden.
  • Die anhand der obigen Ausführungsbeispiele beschriebene Erfindung gewährleistet eine präzise und zugleich bedarfsabhängige Steuerung oder Regelung des elektrischen Hilfsladers 2000 ohne unnötige Bordnetzbelastung und ohne Mehraufwand hinsichtlich der erforderlichen Sensorik.
  • Wenn der Druck pvor vor dem elektrischen Hilfslader 2000 und der Druck pnach hinter dem elektrischen Hilfslader 2000 in Strömungsrichtung bekannt ist, beispielsweise durch Messung mittels je eines Drucksensors vor und nach dem elektrischen Hilfslader 2000, so kann durch Quotientenbildung pnach/pvor das aktuelle Verdichterdruckverhältnis vpezv = pnach/pvor des elektrischen Hilfsladers 2000 ermittelt werden. In diesem Fall kann ausgehend vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 auf das Kennfeld 200 zur Ermittlung des aktuellen Verdichterdruckverhältnisses vpezv des elektrischen Hilfsladers 2000 verzichtet werden.
  • Gemäß Fig. 1 ist der elektrische Hilfslader 2000 dem Verdichter 14 des Abgasturboladers vorgeschaltet. Die Reihenfolge der beiden Lader 14, 2000 ist jedoch beliebig im Hinblick auf die erfindungsgemäße Regelung des Verdichterdruckverhältnisses des elektrischen Hilfsladers 2000. Wenn jedoch entgegen der Darstellung nach Fig. 1 der elektrische Hilfslader 2000 in Strömungsrichtung nach dem Verdichter 14 des Abgasturboladers angeordnet ist, so ist dies aus thermodynamischer Sicht für den elektrischen Hilfslader 2000 ungünstiger.
  • Es kann nun vorgesehen sein, dass der Endwert 1070 als vorgegebener Wert für die Drehzahl in Abhängigkeit von der Bildung der Drehzahl des elektrischen Hilfsladers 2000 bei mindestens einer vorherigen Erhöhung des Fahrerwunschmomentes gebildet wird. Eine Realisierungsmöglichkeit zeigt das Blockschaltbild der Fig. 4.
  • In Fig. 4 kennzeichnet 3001 einen Speicher für einen Dekrementwert und 3005 einen Speicher für einen Inkrementwert. Über einen Adaptionsschalter 3010 ist entweder der Speicher 3001 für den Dekrementwert oder der Speicher 3005 für den Inkrementwert mit einem Summations- und Speicherglied 3015 verbindbar. Das Summations- und Speicherglied 3015 speichert den Endwert 1070 als vorgegebenen Wert für die Drehzahl des elektrischen Hilfsladers 2000 und gibt diesen Endwert 1070 an das Rampenfunktionsmodul 1075, wie in Fig. 2 dargestellt, ab.
  • Eine Ansteuerung des Adaptionsschalters 3010 erfolgt mittels eines ersten Flip-Flops 3020, das beispielsweise als RS-Flip-Flop ausgebildet sein kann und dessen nicht invertierender Ausgang 3025 über einen Flankendetektor 3030 das Ansteuersignal für den Adaptionsschalter 3010 liefert. Das Ausgangssignal 1055 des Schalters 215 und das Ausgangssignal des Rampenfunktionsmoduls 1075 ist einem Vergleicher 3035 zugeführt, dessen Ausgang mit einem Setzeingang 3040 des ersten Flip-Flops 3020 verbunden ist. Dabei liefert der Vergleicher 3035 ein Setzsignal an den Setzeingang 3040, wenn das Ausgangssignal 1055 des Schalters 215 größer oder gleich dem Ausgangssignal des Rampenfunktionsmoduls 1075 ist. Ein invertierender Ausgang 3045 des ersten Flip-Flops 3020 und der Ausgang des UND- Gatters 260 sind auf ein UND-Gatter 3050 geführt, dessen Ausgang mit einem Setzeingang 3055 eines zweiten Flip-Flops 3060, das ebenfalls als RS-Flip-Flop ausgebildet sein kann, verbunden ist. Ein nicht invertierender Ausgang 3065 des zweiten Flip-Flops 3060 ist über einen Flankendetektor 3070 auf einen Eingang eines ODER-Gatters 3075 geführt, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des Flankendetektors 3030 verbunden ist. Der Ausgang des ODER-Gatters 3075 ist über einen weiteren Flankendetektor 3080 dem Summations- und Speicherglied 3015 zugeführt. In Fig. 4 kennzeichnet weiterhin 3085 einen Speicher für einen Drehzahlgrenzwert, der zusammen mit dem Ausgangssignal 1055 des Schalters 215 auf ein Vergleichsglied 3090 geführt ist. Der Ausgang des Vergleichsgliedes 3090 ist über einen Flankendetektor 3095 auf einen Rücksetzeingäng 3100 des ersten Flip-Flops 3020 und auf einen Rücksetzeingang 3105 des zweiten Flip-Flops 3060 geführt. Das Vergleichsglied 3090 gibt ein Rücksetzsignal ab, wenn das Ausgangssignal 1055 des Schalters 215 kleiner als der Drehzahlgrenzwert im Speicher 3085 ist. Die positive Flanke dieses Rücksetzsignals wird durch den Flankendetektor 3095 erkannt und in einen kurzen Impuls, beispielsweise der Dauer von 10 ms oder weniger, umgewandelt. Dieser Impuls dient dann der Rücksetzung der beiden Flip-Flops 3020, 3060. Weiter ist ein Speicher 3110 für eine obere Drehzahlgrenze und ein Speicher 3115 für eine untere Drehzahlgrenze vorgesehen, die beide mit dem Summations- und Speicherglied 3015 verbunden sind. Ferner ist ein Speicher 3120 für eine Initialisierungsdrehzahl vorgesehen, die ebenfalls mit dem Summations- und Speicherglied 3015 verbunden ist. Dem Summations- und Speicherglied 3015 ist schließlich ein Initialisierungssignal 3125 zuführbar.
  • Bei Unterbrechung der Spannungsversorgung der elektronischen Steuereinheit 28 wird das Initialisierungssignal 3125 beispielsweise in Form eines Initialisierungsimpulses der Dauer von 10 ms erzeugt. Durch das Initialisierungssignal 3125 wird das Summations- und Speicherglied 3015initialisiert. Bei dieser Initialisierung wird die Initialisierungsdrehzahl aus dem Speicher 3120 in das Summations- und Speicherglied 3015 übernommen und dort abgespeichert. Sie wird als Endwert 1070 an das Rampenfunktionsmodul 1075 abgegeben. Im Folgenden wird das Ausgangssignal 1055 des Schalters 215 mit dem Ausgangssignal des Rampenfunktionsmoduls 1075 im Vergleicher 3035 verglichen. Ist dabei die Drehzahl am Ausgang des Schalters 215 größer oder gleich der vom Rampenfunktionsmodul 1075 abgegebenen Drehzahl, so gibt der Vergleicher 3035 einen Setzimpuls an den Setzeingang 3040 des ersten Flip-Flops 3020 ab. Dadurch wird der nichtinvertierende Ausgang 3025 des ersten Flip-Flops 3020 gesetzt und der invertierende Ausgang 3045 des ersten Flip-Flops 3020 zurückgesetzt. Die positive Flanke des gesetzten Ausgangssignals am nichtinvertierenden Ausgang 3025 des ersten Flip-Flops 3020 wird vom Flankendetektor 3030 erkannt und in einen Impuls einer Dauer von beispielsweise etwa 10 ms oder weniger umgesetzt. Durch den so gebildeten Setzimpuls wird der Adaptionsschalter 3010 ahgesteuert und dazu veranlasst, den Speicher 3001 für den Dekrementenwert mit dem Summations- und Speicherglied 3015 zu verbinden. Gleichzeitig wird durch diesen Setzimpuls des Flankendetektors 3030 einer der beiden Eingänge des ODER-Gatters 3075 gesetzt, wodurch auch der Ausgang des ODER-Gatters 3075 gesetzt wird. Das Setzsignal am Ausgang des ODER-Gatters 3075 wird durch den Flankendetektor 3080 bei seiner positiven Flanke erkannt und in einen Setzimpuls von beispielsweise etwa 10 ms oder weniger umgesetzt. Durch diesen Setzimpuls wird das Summations- und Speicherglied 3015 aktiviert und veranlasst, den gespeicherten Drehzahlwert um den Dekrementenwert des Speichers 3001 zu dekrementieren, den so gebildeten neuen Drehzahlwert abzuspeichern und als Endwert 1070 an das Rampenfunktionsmodul 1075 abzugeben. Wird also insbesondere bei einer Erhöhung des Fahrerwunschmomentes eine Drehzahl des elektrischen Hilfsladers 2000 über den Pfad mit dem Verdichterkennfeld 46 gebildet, so wird für einen nachfolgenden ersten Betriebszustand, der einer erneuten Erhöhung des Fahrerwunschmomentes unmittelbar vorausgeht, der Endwert 1070 für den Hochlauf des elektrischen Hilfsladers 2000 dekrementiert. Der Pfad mit dem Verdichterkennfeld 46 wird im folgenden als Kennfeldpfad bezeichnet. Sinkt die Drehzahl des Ausgangssignals 1055 des Schalters 215 unter den Drehzahlgrenzwert des Speichers 3085 ab, so führt dies in der beschriebenen Weise zu einem Zurücksetzen der beiden Flip-Flops 3020, 3060. Wenn der Ausgang des UND-Gatters 260 bei einem Gradienten der Fahrpedalstellung oberhalb dem vorgegebenen Wert GRWPEDEZV gesetzt ist und das erste Flip-Flop 3020 zurückgesetzt und damit der invertierende Ausgang 3045 des ersten Flip-Flops 3020 gesetzt ist, dann wird auch der Ausgang des UND-Gatters 3050 und damit der Setzeingang 3055 des zweiten Flip-Flops 3060 gesetzt. Die positive Flanke des gesetzten Signals am nichtinvertierenden Ausgang 3065 des zweiten Flip-Flops 3060 wird vom Flankendetektor 3070 erkannt und in einen Setzimpuls der Dauer von beispielsweise etwa 10 ms oder weniger umgesetzt, der dem ODER-Gatter 3075 zugeführt ist, dessen Ausgang daraufhin in der beschriebenen Weise ebenfalls gesetzt wird und das Summations- und Speicherglied 3015 aktiviert. Da das erste Flip-Flop 3020 zurückgesetzt ist, steht am nichtinvertierenden Ausgang 3025 des ersten Flip-Flops 3020 kein Signal an. Ohne Signal am nichtinvertierenden Ausgang 3025 des ersten Flip-Flops 3020 wird der Adaptionsschalter 3010 derart angesteuert, dass er, wie in Fig. 4 dargestellt, den Speicher 3005 für den Inkrementwert mit dem Summations- und Speicherglied 3015 verbindet. Bei der Aktivierung des Summations- und Speichergliedes 3015 wird dann der im Summations- und Speicherglied 3015 gespeicherte Drehzahlwert um den im Speicher 3005 abgelegten Inkrementwert inkrementiert, der inkrementierte Drehzahlwert als neuer Drehzahlwert im Summations- und Speicherglied 3015 abgespeichert und als Endwert 1070 an das Rampenfunktionsmodul 1075 abgegeben.
  • Wenn also die Drehzahl des elektrischen Hilfsladers 2000 bei einer Erhöhung des Fahrerwunschmomentes aufgrund einer Betätigung des Fahrpedals mit einem Gradienten über den vorgegebenen Wert GRWPEDEZV erfolgt, wobei dies als Gradientenpfad bezeichnet wird, dann wird der Endwert 1070 für einen Hochlauf des elektrischen Hilfsladers 2000 in einem nachfolgenden ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1005, der einer nachfolgenden Erhöhung des Fahrerwunschmomentes unmittelbar vorausgeht, in der beschriebenen Weise inkrementiert.
  • Das Rücksetzen der beiden Flip-Flops 3020, 3060 erfolgt wieder, wenn die Drehzahl des Ausgangssignals 1055 des Schalters 215 den Drehzahlgrenzwert im Speicher 3085 unterschreitet.
  • Der im Summations- und Speicherglied 3015 durch Inkrementieren bzw. Dekrementieren gebildete Drehzahlwert wird durch die untere Drehzahlgrenze im Speicher 3115 und die obere Drehzahlgrenze im Speicher 3110 begrenzt. Die im Summations- und Speicherglied 3015 gebildete Drehzahl für den elektrischen Hilfsleiter 2000 und damit der abgegebene und im Summations- und Speicherglied 3015 gespeicherte Endwert 1070 kann auf diese Weise die untere Drehzahlgrenze nicht unterschreiten und die obere Drehzahlgrenze nicht überschreiten.
  • Durch das in Fig. 4 beschriebene Modul zur Bildung des Endwertes 1070, das durch das Bezugszeichen 3130 gekennzeichnet ist, wird der Fahrertyp bzw. das Fahrerverhalten bei der Bestimmung des Endwertes 1070 berücksichtigt. Auf diese Weise kann der Endwert 1070 und damit die während des ersten Betriebszustandes der Brennkraftmaschine 1005 maximal erreichte Drehzahl des elektrischen Hilfsladers 2000 an den Fahrertyp bzw. das Fahrerverhalten angepasst werden. Dadurch kann ein Kompromiss zwischen Sportlichkeit und Wirtschaftlichkeit gefunden werden. Ein sportlicher Fahrer wird mehr Wert auf ein gutes Ansprechverhalten des Fahrzeugs als auf den Kraftstoffverbrauch legen. Eine Erhöhung des Fahrerwunschmomentes wird bei geeigneter Wahl des vorgegebenen Gradientenwertes GRWPEDEZV häufiger über den Gradientenpfad als über den Kennfeldpfad erfolgen. Daher wird der Endwert 1070 im Summations- und Speicherglied 3015 tendenziell eher erhöht, so dass dem Fahrer im ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine eine höhere Drehzahl. des elektrischen Hilfsladers 2000 zur Verfügung gestellt wird. Einem verbrauchs- und komfortbewussten Fahrer wird das Ansprechverhalten weniger wichtig als der Kraftstoffverbrauch bzw. der akustische Komfort sein und er wird mit einer niedrigeren Drehzahl des elektrischen Hilfsladers im ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine zufrieden sein. Bei geeigneter Wahl des vorgegebenen Gradientenwertes GRWPEDEZV wird bei einem solchen Fahrer die Erhöhung des Fahrerwunschmomentes häufiger über den Kennfeldpfad als über den Gradientenpfad erfolgen. Daher wird der Endwert 1070 im Summations- und Speicherglied 3015 bei einem solchen Fahrer eher gesenkt, so dass für den ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine eine niedrigere Drehzahl für den elektrischen Hilfslader 2000 zur Verfügung steht.
  • Durch das Modul 3130 gemäß Fig. 4 wird daher einerseits der Fahrertyp bzw. das Fahrerverhalten erkannt und andererseits der Endwert 1070 an den erkannten Fahrertyp bzw. an das erkannte Fahrerverhalten angepasst.
  • Bei einem niedrigeren Endwert 1070 für den ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1005 wird der Generator des Fahrzeugs weniger belastet und dadurch Kraftstoff eingespart.
  • Durch Verwendung der beiden Flip-Flops 3020, 3060 wird verhindert, dass nach einer Inkrementierung des Endwertes 1070 aufgrund einer vorherigen Erhöhung des Fahrerwunschmomentes über den Gradientenpfad anschließend eine Dekrementierung des Endwertes 1070 erfolgt, weil der Erhöhung des Fahrerwunschmomentes über den Gradientenpfad in der Regel eine Erhöhung des Fahrerwunschmomentes über den Kennfeldpfad nachfolgt. Durch Verwendung der beiden Flip- Flops 3020, 3060 ist aber sichergestellt, dass jede Erhöhung oder Erniedrigung des Endwertes 1070 auf einer unterschiedlichen Erhöhung und damit nicht auf der selben Erhöhung des Fahrerwunschmomentes basiert. Jede neuerliche Veränderung des Endwertes 1070 setzt voraus, dass die über den Kennfeldpfad gebildete Drehzahl für den elektrischen Hilfslader 2000 wieder unter den Drehzahlgrenzwert des Speichers 3085 zurückfällt. Unter dem Kennfeldpfad wird dabei genau genommen nicht nur der Pfad über das Verdichterkennfeld 46 sondern auch die Verwendung der Ruhedrehzahl NEZVLLS verstanden, also jede Drehzahl, die über den Schalter 215 an die Mittel 1030 abgegeben wird. Für die in den Speichern 3001, 3005, 3085, 3110, 3115, 3120 abgelegten Werte können beispielhaft folgende Werte verwendet werden: der Dekrementwert im Speicher 3001 kann beispielsweise 1000 U/min. betragen, der Inkrementwert im Speicher 3005 kann beispielsweise 2000 U/min. betragen, der Drehzahlgrenzwert im Speicher 3085 kann beispielsweise 10.000 U/min betragen, die untere Drehzahlgrenze im Speicher 3115 kann beispielsweise 18.000 U/min. betragen, die obere Drehzahlgrenze im Speicher 3110 kann beispielsweise 40.000 U/min betragen und die Initialisierungsdrehzahl im Speicher 3120 kann beispielsweise 25.000 U/min betragen.
  • Der akustische Komfort wird bei geringerer Drehzahl des elektrischen Hilfsladers 2000 und damit einer Reduzierung der Geräusche des elektrischen Hilfsladers 2000 erzielt. Die Geräuschbelastung durch den elektrischen Hilfslader 2000 wird bei reduzierter Drehzahl des elektrischen Hilfsladers 2000 ebenfalls reduziert. Ein verbessertes Ansprechverhalten des Fahrzeugs bzw. des elektrischen Hilfsladers 2000 wird durch einen höheren Endwert 1070 und damit eine höhere erreichbare Drehzahl des elektrischen Hilfsladers 2000 im ersten Betriebszustand erreicht.
  • Die Auswahl des Speichers 3001 mit dem Dekrementwert bzw. des Speichers 3005 mit dem Inkrementwert durch den Adaptionsschalter 3010 erfolgt wie beschrieben abhängig vom Fahrertyp bzw. vom Fahrerverhalten. Zur Ansteuerung des Adaptionsschalters 3010 kann jedoch alternativ zu der oben beschriebenen Vorgehensweise auch jede andere dem Fachmann bekannte Art der Fahrertyp- bzw. Fahrerverhaltenserkennung eingesetzt werden. Eine Fahrertyperkennung wird zum Beispiel bei automatischen Schaltgetrieben angewandt, um die Schaltpunkte der Fahrweise des augenblicklichen Fahrers anzupassen.
  • Alternativ kann es vorgesehen sein, dass der Ausgang des UND-Gatters 260 mit dem Setzeingang 3040 des ersten Flip- Flops 3020 und der Ausgang des Vergleichers 3035 mit einem Eingang des UND-Gatters 3050 verbunden ist, dessen anderer Eingang wie beschrieben mit dem invertierenden Ausgang 3045 des ersten Flip-Flops 3020 verbunden ist. Der Adaptionsschalter 3010 wird dann derart angesteuert, dass er ohne Signal am nicht invertierenden Ausgang 3025 des ersten Flip-Flops 3020 den Speicher 3001 für den Dekrementwert mit dem Summations- und Speicherglied 3015 verbindet, so dass bei Aktivierung des Summations- und Speichergliedes 3015 der im Suinmations- und Speicherglied 3015 gespeicherte Drehzahlwert entsprechend dekrementiert wird.
  • Ist der nicht invertierende Ausgang 3025 des ersten Flip- Flops 3020 gesetzt, so wird der Speicher 3005 für den Inkrementwert über den Adaptionsschalter 3010 mit dem Summations- und Speicherglied 3015 verbunden und der im Summations- und Speicherglied 3015 gespeicherte Drehzahlwert entsprechend inkrementiert, wenn das Summations- und Speicherglied 3015 aktiviert wird.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist der Lader als mechanischer Hilfslader 1000 ausgebildet. Mechanische Hilfslader werden üblicherweise durch elektromagnetische Schaltkupplungen zu- und abgeschaltet. Darüber hinaus werden auch kontinuierlich in ihrem Öffnungsgrad steuerbare Bypässe verwendet, um den Ladedruck über dem jeweiligen mechanischen Hilfslader zu steuern. Dabei ist im Leerlauf und im unteren Teillastbereich die Schaltkupplung und der Bypass des jeweiligen mechanischen Hilfsladers offen. Bei Lastanforderung wird die Schaltkupplung beispielsweise digital geschlossen und der Bypass entsprechend der Ladedruckanforderung gesteuert. Erfolgen beide Maßnahmen synchron zur Erhöhung des Fahrerwunschmomentes, so ergibt sich das Problem eines Einschaltruckes aufgrund der Massenträgheit des mechanischen Hilfsladers, die die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine belastet und eines nicht spontan abrufbaren Ladedrucks, da der mechanische Hilfslader erst Ladeluftvolumen auffüllen muss.
  • In Fig. 3 kennzeichnen dabei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente wie in Fig. 1. Das Luftansaugsystem 10 in Fig. 2 entspricht dabei dem Luftansaugsystem in Fig. 1 mit dem Unterschied, dass der Lader beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 der mechanische Hilfslader 1000 ist. Der mechanische Hilfslader 1000 umfasst neben dem Verdichter 16 und der Antriebswelle 20 eine Schaltkupplung 1020 zur Herstellung eines Kraftschlusses zwischen der Antriebswelle 20 und einer Kurbelwelle 1015 der Brennkraftmaschine 1005. Der mechanische Hilfslader 1000 wird somit von der Kurbelwelle 1015 angetrieben. Der Verdichter 16 ist dabei durch einen zweiten Bypass 1025 parallel geschaltet. Dieser zweite Bypass 1025 weist ein zweites Bypassventil 1115 auf, über das der zweite Bypass 1025 geöffnet oder geschlossen werden kann.
  • Die Mittel 1030 zur Bildung des Ansteuersignals sind nun mit dem dem zweiten Bypassventil 1115 und der Schaltkupplung 1020 verbunden. Den Mitteln 1030 ist außerdem von einer Kupplung 1120 der Brennkraftmaschine 1005 das Kupplungssignal 1050 zugeführt. Wird die Kupplung 1120 vom Fahrer betätigt und das Kupplungsbetätigungserfassungssignals 1050 somit gesetzt, so bilden die Mittel 1030 ein erstes Ansteuersignal 1125 zur Ansteuerung der Schaltkupplung 1020 dahingehend, dass die Antriebswelle 20 mit der Kurbelwelle 1015 verbunden und der Verdichter 16 des mechanischen Hilfsladers 1000 somit angetrieben wird. Somit wird bereits im ersten Betriebszustand der Betätigung der Kupplung 1120 ein Hochlauf des Verdichters 16 des mechanischen Hilfsladers 1000 bewirkt und damit ein schnellerer Hochlauf des mechanischen Hilfsladers 1000 im zweiten Betriebszustand unmittelbar nach Schließen der Kupplung 1120 auf die zur Einstellung des Fahrerwunschmomentes erforderlichen Zieldrehzahl erreicht. Auf diese Weise wird ein Einschaltruck durch die zusätzliche Belastung der Kurbelwelle 1015 beim Verbinden mit der Antriebswelle 20 vom zweiten in den ersten Betriebszustand wesentlich vorverlegt und der Fahrkomfort somit erhöht. Der Einschaltruck tritt somit erheblich weniger störend auf, als synchron zum Anfahren oder Beschleunigen im zweiten Betriebszustand.
  • Im Falle eines Automatikgetriebes kann auch hier das Kupplungsbetätigungserfassungssignal 1050 durch das Bremspedalentlastungserfassungssignal ersetzt werden. Zusätzlich oder alternativ kann auch hier noch das Beschleunigungssignal 3000 wie zu Fig. 2 beschrieben mit dem Kupplungsbetätigungserfassungssignal 1050 oder dem Bremspedalentlastungserfassungssignal ODER-verknüpft werden, um durch die Mittel 1030 die Schaltkupplung 1020 entsprechend anzusteuern.
  • Zusätzlich können die Mittel 1030 ein zweites Ansteuersignal 1130 an das zweite Bypassventil 1115 abgeben, um dieses bei Setzen des Kupplungsbetätigungserfassungssignals 1050 zu schließen. Somit kann bereits im ersten Betriebszustand der Ladedruck über dem Verdichter 16 des mechanischen Hilfsladers 1000 aufgebaut werden und der Einschaltruck im zweiten Betriebszustand weiter reduziert werden. Der Druckaufbau im zweiten Betriebszustand wird somit nochmals beschleunigt und beim eigentlichen Anfahr- oder Beschleunigungszeitpunkt im zweiten Betriebszustand ist bereits sehr viel Ladedruck spontan abrufbar. Der zweite Bypass 1025 könnte alternativ auch sowohl dem Verdichter 16 des mechanischen Hilfsladers 1000 als auch dem Verdichter 14 des Abgasturboladers parallel geschaltet sein und somit als Schubumluftventil ausgebildet sein.
  • Alternativ kann es auch vorgesehen sein, das zweite Bypassventil 1115 während des ersten Betriebszustandes noch nicht zu schließen, sondern erst zu Beginn des eigentlichen Anfahr- oder Beschleunigungsvorgangs mit Beginn der Betätigung des Fahrpedals durch den Fahrer. Der Ladedruck würde dann erst im zweiten Betriebszustand aufgebaut werden. Dies kann für die verwendeten Luftführungssysteme, insbesondere Schläuche, verschleißunanfälliger sein.
  • Eine Belastung des Bordnetzes ist bei Verwendung des mechanischen Hilfsladers 1000 zu vernachlässigen, da der Antrieb des mechanischen Hilfsladers 1000 über die Kurbelwelle 1015 der Brennkraftmaschine 1005 erfolgt.
  • Aufgrund eines Mitkopplungseffektes zwischen dem Lader und dem Abgasturbolader führt ein Erhöhen der Drehzahl des Laders im ersten Betriebszustand in beiden beschriebenen Ausführungsbeispielen zu einer Erhöhung der Drehzahl des Abgasturboladers. Somit lässt sich ein Dynamikgewinn erzielen und der Abgasturbolader im unmittelbar folgenden zweiten Betriebszustand ebenfalls schneller auf die für ihn gewünschte Zieldrehzahl bringen.
  • Die folgende Betrachtung gilt sowohl für den elektrischen Hilfslader 2000 als auch für den mechanischen Hilfslader 1000. Da im ersten Betriebszustand keine Momentenforderung durch den Fahrer vorliegt, kann darüber hinaus der Einschaltruck - analog zum Zuschalten eines Klimakompressors - durch eine entsprechende Momentenreserve ausgeglichen werden. Die Momentenreserve kann dabei ebenfalls durch das Setzen des Kupplungsbetätigungserfassungssignal 1050 oder das Bremspedalentlastungserfassungssignal aktiviert werden. Zusätzlich oder alternativ kann diese Aktivierung mittels Setzen des Beschleunigungssignals 3000 erfolgen. Dabei ist wie oben beschrieben auch eine ODER-Verknüpfung zwischen dem Beschleunigungssignal 3000 und dem Kupplungsbetätigungserfassungssignal 1050 bzw. dem Bremspedalentlastungserfassungssignal zur Aktivierung der Momentenreserve möglich.
  • Dazu wird vor der Zuschaltung des Hilfsladers 1000, 2000 der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine (mit Fremdzündung) durch Verschieben des Zündwinkels gezielt verschlechtert. Das an die Kurbelwelle abgegebene Drehmoment und die Leerlaufdrehzahl werden jedoch über eine Erhöhung der Zylinderfüllung konstant gehalten.
  • Wenn nun die Komponente zugeschaltet wird, dann kann gleichzeitig der Zündwinkel wieder sehr schnell in Richtung eines höheren Wirkungsgrades der Brennkraftmaschine verschoben werden, s o dass das an die Kurbelwelle abgegebene Drehmoment während des Zuschaltvorgangs konstant bleibt. Die Vorgehensweise ist auch bei Brennkraftmaschinen mit Selbstzündung anwendbar, wenn statt dem Zündwinkeleingriff ein späterer Einspritzbeginn und anstelle der Füllung eine höhere Einspritzmenge verwendet wird.
  • Es kann nun zusätzlich vorgesehen sein, die während des ersten Betriebszustandes gebildete Momentenreserve ebenfalls in Abhängigkeit von der Bildung der Drehzahl des elektrischen Hilfsladers 2000 bei mindestens einer vorherigen Erhöhung des Fahrerwunschmomentes zu bilden. Somit kann der Betrag der Zündwinkelverschiebung und damit der Wirkungsgradverschlechterung abhängig vom erkannten Fahrertyp bzw. Fahrerverhalten angepasst werden.
  • Dabei wird dem sportlichen Fahrer, der mehr Wert auf ein gutes Ansprechverhalten des Fahrzeugs als auf den Kraftstoffverbrauch legt, eine höhere Momentenreserve als dem verbrauchs- und komfortbewussten Fahrer zur Verfügung gestellt. Das bedeutet, dass der Betrag der Zündwinkelverschiebung und somit der Wirkungsgradverschlechterung beim sportlichen Fahrer größer eingestellt wird, als beim verbrauchs- und komfortbewussten Fahrer. Den Spontaneitätsgewinn bzw. das verbesserte Ansprechverhalten des Fahrzeugs bzw. des elektrischen Hilfsladers 2000 für den sportlichen Fahrer erreicht man dann dabei wiederum auf Kosten des Kraftstoffverbrauchs während des ersten Betriebszustandes, der bei getretener Kupplung dem Leerlauf entspricht.
  • Durch die Rücknahme des Zündwinkeleingriffs erhöht sich einerseits das spontan abrufbare Moment und andererseits erhöht sich der Massendurchsatz und das Enthalpieangebot an die Turbine des Abgasturboladers, so dass sich mehrere anfahrverbessernde Effekte positiv überlagern.

Claims (16)

1. Verfahren zur Steuerung oder Regelung eines Laders (2000; 1000), wobei ein Ansteuersignal gebildet wird, das den Lader (2000; 1000) ansteuert, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit eines ersten Betriebszustandes der Brennkraftmaschine (1005), der einer Erhöhung eines Fahrerwunschmomentes unmittelbar vorausgeht, das Ansteuersignal derart gebildet wird, dass der Lader (2000; 1000) bereits während dieses ersten Betriebszustandes seine Drehzahl erhöht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Betriebszustand durch Betätigung einer Kupplung erreicht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Betriebszustand durch Entlastung des Bremspedals bei eingelegter Fahrstufe erreicht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Betriebszustand durch Erkennung eines Beschleunigungs- oder Anfahrvorgang mindestens eines vorausfahrenden Fahrzeugs erreicht wird.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Erhöhung der Drehzahl während des ersten Betriebszustandes ein dem Lader (2000; 1000) parallelgeschalteter erster Bypass (1010) geöffnet wird.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausbildung des Laders (200; 1000) als elektrischer Hilfslader (2000) während des ersten Betriebszustandes die Drehzahl des elektrischen Hilfsladers (2000) auf einen vorgegebenen Wert und/oder mit einer vorgegebenen Steigung erhöht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Wert für die Drehzahl in Abhängigkeit von der Bildung der Drehzahl des elektrischen Hilfsladers (2000) bei mindestens einer vorherigen Erhöhung des Fahrerwunschmomentes gebildet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Wert erhöht wird, wenn eine Bildung der Drehzahl des elektrischen Hilfsladers (2000) bei einer vorherigen Erhöhung des Fahrerwunschmomentes aufgrund eines Gradienten einer Fahrpedalstellung oberhalb eines vorgegebenen Schwellwertes erfolgte.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Wert gesenkt wird, wenn eine Bildung der Drehzahl des elektrischen Hilfsladers (2000) bei einer vorherigen Erhöhung des Fahrerwunschmomentes aufgrund eines Verdichterkennfeldes (46) erfolgte.
10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des ersten Betriebszustandes eine Momentenreserve gebildet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, soweit dieser auf einen der Ansprüche 7 bis 9 rückbezogen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Momentenreserve in Abhängigkeit von der Bildung der Drehzahl des elektrischen Hilfsladers (2000) bei mindestens einer vorherigen Erhöhung des Fahrerwunschmomentes gebildet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine (1005) eine Betriebsgröße, insbesondere eine Motordrehzahl, der Brennkraftmaschine für den nachfolgenden zweiten Betriebszustand geschätzt wird und dass die Drehzahl des elektrischen Hilfsladers im ersten Betriebszustand erhöht wird, wenn die geschätzte Betriebsgröße in einem vorgegebenen Betriebsbereich liegt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schätzung der Betriebsgröße auf Grund einer im nachfolgenden zweiten Betriebszustand zu erwartenden eingelegten Gangstufe eines Getriebes durchgeführt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausbildung des Laders (2000; 1000) als mechanischer Hilfslader (1000) während des ersten Betriebszustandes das Ansteuersignal derart gebildet wird, dass eine Schaltkupplung (1020) des mechanischen Hilfsladers (1000) zu einer Kurbelwelle (1015) der Brennkraftmaschine (1005) geschlossen wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass während des ersten Betriebszustandes ein dem mechanischen Hilfslader (1000) parallelgeschalteter zweiter Bypass (1025) geschlossen wird.
16. Vorrichtung (28) zur Steuerung oder Regelung eines Laders (2000; 1000), wobei Mittel (1030) zur Bildung eines Ansteuersignals vorgesehen sind, wobei das Ansteuersignal den Lader (2000; 1000) ansteuert, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (1030) in Abhängigkeit eines ersten Betriebszustandes der Brennkraftmaschine (1005), der einer Erhöhung eines Fahrerwunschmomentes unmittelbar vorausgeht, das Ansteuersignal derart bilden, dass der Lader (2000; 1000) bereits während dieses ersten Betriebszustandes seine Drehzahl erhöht.
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IT000095A ITMI20030095A1 (it) 2002-01-31 2003-01-23 Procedimento e dispositivo per comandare o regolare un compressore.
FR0301048A FR2835567B1 (fr) 2002-01-31 2003-01-30 Procede et dispositif de commande ou de regulation d'un compresseur de suralimentation d'un moteur
US10/355,174 US6782877B2 (en) 2002-01-31 2003-01-31 Method and arrangement for controlling a charger

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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004051486A1 (de) * 2004-10-22 2006-01-26 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine und Mehrzylinder-Brennkraftmaschine
US7251989B2 (en) 2003-02-20 2007-08-07 Robert Bosch Gmbh Method and device for operating an internal combustion engine
FR2901318A1 (fr) * 2006-05-18 2007-11-23 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede pour generer une reserve de couple sur un moteur turbo diesel
DE102008015855A1 (de) * 2008-03-27 2009-10-01 Volkswagen Ag Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102008044156A1 (de) * 2008-11-28 2010-06-10 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Verfahren und Vorrichtung zur Ladedruckregelung in einem Kraftfahrzeug
FR2995357A1 (fr) * 2012-09-11 2014-03-14 Renault Sa Procede de regulation d'une suralimentation pour turbocompresseur couple a une machine electrique, et dispositif turbocompresseur correspondant
DE102014213070A1 (de) * 2014-07-04 2016-01-07 Mahle International Gmbh Brennkraftmaschine
RU2573189C2 (ru) * 2010-11-02 2016-01-20 Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК Адаптация и определение старта автомобиля
EP3196447A1 (de) 2016-01-25 2017-07-26 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und steuervorrichtung zum betreiben einer antriebsvorrichtung
DE102005005559B4 (de) * 2005-02-07 2018-11-15 Volkswagen Ag Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader
FR3067403A1 (fr) * 2017-06-13 2018-12-14 Peugeot Citroen Automobiles Sa Reserve de couple pour un groupe motopropulseur turbocompresse avec compresseur auxiliaire
DE102011106048B4 (de) 2010-07-06 2019-07-04 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Steuersystem zur Schaltqualitäts- und Leistungsvermögensverbesserung in Handschaltgetrieben unter Verwendung einer Maschinendrehzahlsteuerung

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7251989B2 (en) 2003-02-20 2007-08-07 Robert Bosch Gmbh Method and device for operating an internal combustion engine
DE10307132B4 (de) 2003-02-20 2021-09-23 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102004051486A1 (de) * 2004-10-22 2006-01-26 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine und Mehrzylinder-Brennkraftmaschine
DE102005005559B4 (de) * 2005-02-07 2018-11-15 Volkswagen Ag Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader
FR2901318A1 (fr) * 2006-05-18 2007-11-23 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede pour generer une reserve de couple sur un moteur turbo diesel
DE102008015855A1 (de) * 2008-03-27 2009-10-01 Volkswagen Ag Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102008015855B4 (de) * 2008-03-27 2020-07-09 Volkswagen Ag Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102008044156A1 (de) * 2008-11-28 2010-06-10 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Verfahren und Vorrichtung zur Ladedruckregelung in einem Kraftfahrzeug
DE102011106048B4 (de) 2010-07-06 2019-07-04 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Steuersystem zur Schaltqualitäts- und Leistungsvermögensverbesserung in Handschaltgetrieben unter Verwendung einer Maschinendrehzahlsteuerung
RU2573189C2 (ru) * 2010-11-02 2016-01-20 Форд Глобал Технолоджис, ЛЛК Адаптация и определение старта автомобиля
WO2014041296A1 (fr) * 2012-09-11 2014-03-20 Renault S.A.S. Procede de regulation d'une suralimentation pour turbocompresseur couple a une machine electrique, et dispositif turbocompresseur correspondant
FR2995357A1 (fr) * 2012-09-11 2014-03-14 Renault Sa Procede de regulation d'une suralimentation pour turbocompresseur couple a une machine electrique, et dispositif turbocompresseur correspondant
DE102014213070A1 (de) * 2014-07-04 2016-01-07 Mahle International Gmbh Brennkraftmaschine
DE102016200982A1 (de) 2016-01-25 2017-07-27 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Steuervorrichtung zum Betreiben einer Antriebsvorrichtung
EP3196447A1 (de) 2016-01-25 2017-07-26 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und steuervorrichtung zum betreiben einer antriebsvorrichtung
FR3067403A1 (fr) * 2017-06-13 2018-12-14 Peugeot Citroen Automobiles Sa Reserve de couple pour un groupe motopropulseur turbocompresse avec compresseur auxiliaire

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