DE4005046A1

DE4005046A1 - SYSTEM FOR MONITORING THE LOADING PRESSURE OF A MACHINE

Info

Publication number: DE4005046A1
Application number: DE4005046A
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Okazaki
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1989-02-28
Filing date: 1990-02-16
Publication date: 1990-09-13
Also published as: GB9003245D0; GB2228768A; JPH02227522A

Abstract

A waste gate valve 11 and an inlet valve 4c for changing the flow of the exhaust gas through the turbine are operated by actuators 13 and 14 under the control of a solenoid valve 16. The solenoid valve controller 30 has a basic duty retrieving unit (31, Fig. 2) which outputs a basic duty ratio (DB) calculated on the basis of intake air quantity and engine speed to attain a predetermined supercharging pressure. When engine acceleration occurs, it is inputted to an acceleration duty retrieving unit (37) which calculates an acceleration duty ratio (Da), which is added to the basic duty ratio (DB) to produce a corrected output duty ratio (D) to be used for the operation of the solenoid valve 16, a predetermined time after a fall in the actual supercharging pressure is detected. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft allgemein eine mit einem Turbolader ausgerüstete Kraftfahrzeugmaschine und insbesondere eine Anlage zum Überwachen des Ladedrucks einer solchen Ma schine. Speziell betrifft die Erfindung eine Anlage zum Kompensieren der Beschleunigung bei der Steuerung der Öffnungsstellung eines Waste-Gate-Ventiles der Maschine.The invention relates generally to a turbocharger equipped motor vehicle machine and in particular a System for monitoring the boost pressure of such a Ma seem. In particular, the invention relates to a system for Compensate for acceleration when controlling the Opening position of a machine waste gate valve.

Bei einer Maschine mit Turbolader ist im allgemeinen ein Bypasskanal mit einem Waste-Gate-Ventil für eine Turbine eines Turboladers vorgesehen. Im Turbo-Betriebsbereich öffnet das Waste-Gate-Ventil, um einen Teil des Abgases der Turbine durch den Bypasskanal zu führen. Durch diese Maßnahme wird der Ladedruck auf einen im wesentlichen konstanten Wert eingestellt. Somit wird ein Klopfen unter drückt. Hierbei wird so vorgegangen, daß das Öffnen und Schließen des Waste-Gate-Ventiles abhängig vom Ladedruck auf der Lieferseite des Kompressors des Turboladers ge steuert werden. Dieses Verfahren ist ungünstig, weil der Ladedruck im instationären Betrieb der Maschine, wie bei Beschleunigung, oft in beträchtlichem Maße "überschießt", was zu Überkorrekturen und damit zu Schwingungen der Regelung führt. Aus diesem Grund wurde eine elektronische Regelanlage zum Regeln des Ladedrucks mittels Verstellung der Öffnung des Waste-Gate-Ventiles abhängig von verschie denen Betriebsparametern vorgeschlagen. In the case of a machine with a turbocharger, there is generally a Bypass duct with a waste gate valve for a turbine provided a turbocharger. In the turbo operating area opens the waste gate valve to some of the exhaust gas the turbine through the bypass duct. Through this The boost pressure is essentially a measure constant value set. Thus, a knock is under presses. The procedure here is such that the opening and Closing the waste gate valve depending on the boost pressure on the delivery side of the compressor of the turbocharger be controlled. This procedure is unfavorable because of the Boost pressure in the transient operation of the machine, as with Acceleration, often "overshoots" to a considerable extent, which leads to overcorrections and thus to vibrations of the Regulation leads. For this reason, an electronic Control system for regulating the boost pressure by means of adjustment the opening of the waste gate valve depending on various to which operating parameters are proposed.

Ein Beispiel für die elektronische Regelung des Ladedrucks ist in JP-POS 61-55 316 enthalten. Bei dem dort vorgeschla genen Verfahren wird der aktuelle Ladedruck mittels eines Drucksensors erfaßt. Dann werden Differenzen oder Abwei chungen zwischen den aktuellen Ladedrücken und einem vorbestimmten Druck ermittelt. Ein der Druckdifferenz proportionales Signal und ein Signal, welches einem inte grierten Wert der Druckdifferenzen entspricht, wird dann in eine Korrektureinheit zur Rückführungregelung des Ladedrucks eingegeben.An example of the electronic regulation of the boost pressure is contained in JP-POS 61-55 316. With the proposed there The current charge pressure is generated using a Pressure sensor detected. Then differences or rejections between the current boost pressures and one predetermined pressure determined. One of the pressure difference proportional signal and a signal that an inte then corresponds to the value of the pressure differences in a correction unit for feedback control of the Boost pressure entered.

Bei der Rückführregelung entstehen jedoch folgende Schwie rigkeiten. Ein Überschießen kann auftreten, wenn die Regelgröße abhängig von Abweichungen des Ladedrucks be stimmt wird. Aus diesem Grunde wird die Erhöhung des Ladedrucks bei instationärem Betrieb verzögert und steigt dann abrupt an. Infolgedessen wird ein Überschießen des Ladedrucks exzessiv. Somit kann die Ladedruckspitze nicht genügend unterdrückt werden. Aus diesem Grunde überschießt der Ladedruck um einen verhältnismäßig großen Betrag, wodurch leicht ein Klopfen auftreten kann.However, the following problems arise with the feedback control difficulties. An overshoot can occur if the Control variable depending on deviations of the boost pressure is true. For this reason, the increase in Boost pressure delays and increases during transient operation then abruptly. As a result, overshooting the Excessive boost pressure. Thus the boost pressure peak cannot be suppressed enough. For this reason overshoots the boost pressure by a relatively large amount, which can easily cause a knock.

Als mögliches Verfahren zum Abbauen des überschießenden Ladedrucks kann eine Map eines Grundlastverhältnisses vorgesehen werden, um den vorbestimmten Ladedruck jeder Betriebsbedingung zu setzen. Dann wird eine Vorwärtsrege lung oder eine Regelung mit Störgrößenaufschaltung mit Hilfe der Map durchgeführt. Bei einer solchen Steuerung kann aber die mechanische Schwierigkeit auftreten, daß ein Verzug der Drehzahlerhöhung der Turbine zur Zeit der Beschleunigung auftritt. Eine Korrektur dieser Schwierig keit kann hierbei nicht vorgenommen werden. Nicht ausrei chender Ladedruckaufbau unmittelbar nach dem Treten des Gaspedals kann die Folge einer solchen Drehzahlverzögerung der Turbine sein. Es besteht daher das Bedürfnis nach einer Maßnahme zum Beseitigen dieser Schwierigkeit.As a possible method of breaking down the excess Boost pressure can map a base load ratio be provided to the predetermined boost pressure each To set operating conditions. Then there will be a downpour or control with feedforward control Help the map done. With such a control but the mechanical difficulty may arise that a delay in the speed increase of the turbine at the time of Acceleration occurs. Correcting this difficult This cannot be done. Not enough boost pressure immediately after stepping on the Accelerator pedal can result from such a speed lag the turbine. There is therefore a need for a measure to overcome this difficulty.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zum Überwachen (Steuern bzw. Regeln) des Ladedrucks in einer Maschine anzugeben, mit der ein nicht ausreichender Lade druck zu Beginn des Beschleunigungsvorganges in geeigneter Weise kompensiert werden kann.The invention has for its object a system for Monitoring (controlling or regulating) the boost pressure in one Specify machine with an insufficient loading suitable pressure at the beginning of the acceleration process Way can be compensated.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen.To solve this problem, the features of the claim 1 provided.

Bei der Anlage nach der Erfindung wird die Öffnungs stellung des Waste-Gate-Ventiles mittels einer Vorwärtsre gelung ausgehend von einer Grundlast-Verhältnis-Map in einem stabilen Bereich eingestellt. Der Ladedruck wird hierdurch konstant auf den Soll-Ladedruck eingestellt. Bei Beschleunigung wird der Ladedruck entsprechend dem korrigierten Lastverhältnissignal so korrigiert, daß eine Verzögerung der Zunahme der Turbinendrehzahl vermieden wird. Somit wird ein Ladedruckmangel vermieden.In the system according to the invention, the opening position of the waste gate valve by means of a forward re based on a base load ratio map in set a stable range. The boost pressure will hereby constantly set to the target boost pressure. When accelerating, the boost pressure is corresponding to the corrected load ratio signal corrected so that a Delayed increase in turbine speed avoided becomes. A lack of boost pressure is thus avoided.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on the drawings an embodiment with further details explained. Show it:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Ladedruck- Überwachungsanlage gemäß der Erfindung bei einer Maschine mit einem Turbolader; Figure 1 is a schematic block diagram of a boost pressure monitoring system according to the invention in a machine with a turbocharger.

Fig. 2 ein Schaltbild eines Reglers der Anlage; Fig. 2 is a circuit diagram of a controller of the system;

Fig. 3A ein Diagramm, welches die Grundlast-Verhältnis- Map darstellt; 3A is a diagram illustrating the basic load-ratio map.

Fig. 3B ein Diagramm, welches eine korrigierte Grundlast- Map zeigt; Fig. 3B is a diagram showing a corrected base-Map;

Fig. 4 ein Flußdiagramm, welches die einzelnen Schritte beim Überwachen des Ladedrucks darstellt und Fig. 4 is a flow chart showing the individual steps in monitoring the boost pressure and

Fig. 5 ein Zeitdiagramm mit Schwankungen des Lastverhält nisses über der Zeit. Fig. 5 is a timing diagram with fluctuations in the load ratio over time.

In Fig. 1 ist eine Ausführung der Anlage zum Regeln des Ladedrucks in Anwendung auf eine Maschine 1 mit Turbolader 4 gemäß der Erfindung gezeigt. Im Ansaugsystem der Maschi ne ist ein Luftreiniger 2 angeordnet. Der Luftreiniger 2 kommuniziert über ein Ansaugrohr 3 mit einem Kompressor 4 a des Turboladers 4. Die Lieferseite des Kompressors 4 a ist über eine Drosselklappe 5, eine Kammer 6 und einen Ansaugkrümmer 7 mit dem Einlaß der Maschine 1 verbunden. Ein Auslaß der Maschine 1 kommuniziert über einen Auslaß krümmer 8 mit der Turbine 4 b des Turboladers 4. Die Aus laßseite der Turbine 4 b ist mit einem Auspuffrohr 9 ver bunden.In Fig. 1, an embodiment of the system is shown for controlling the boost pressure as applied to an engine 1 with a turbocharger 4 according to the invention. An air cleaner 2 is arranged in the intake system of the machine. The air cleaner 2 communicates via an intake pipe 3 with a compressor 4 a of the turbocharger 4 . The delivery side of the compressor 4 a is connected via a throttle valve 5 , a chamber 6 and an intake manifold 7 to the inlet of the engine 1 . An outlet of the engine 1 communicates through an outlet manifold 8 with the turbine 4 b of the turbocharger 4th From the inlet side of the turbine 4 b is connected to an exhaust pipe 9 a related party.

Der Ladedruck der Maschine 1 wird durch eine Ladedruckre gelanlage 10 mit folgenden wesentlichen Bauteilen gere gelt. Ein Bypasskanal 12 mit einem Waste-Gate-Ventil 11 verbindet die stromauf- und die stromabwärtige Seite der Turbine 4 b. In der Einlaßöffnung der Turbine 4 b ist ein Stellflügel 4 c angeordnet. Das Waste-Gate-Ventil 11 und der Stellflügel 4 c sind mittels Membran-Betätigern 13 und 14 betätigbar. Die Betätiger 13 und 14 sind durch verän derlichen Druck auslenkbar, welcher über einen Steuerkanal 17 über ein Dreiwege-Solenoidventil 16 gespeist wird.The boost pressure of the engine 1 is regulated by a boost pressure control system 10 with the following essential components: A bypass duct 12 with a waste gate valve 11 connects the upstream and the downstream side of the turbine 4 b . In the inlet opening of the turbine 4 b , a control blade 4 c is arranged. The waste gate valve 11 and the adjustable wing 4 c can be actuated by means of membrane actuators 13 and 14 . The actuators 13 and 14 can be deflected by changing pressure, which is fed via a control channel 17 via a three-way solenoid valve 16 .

Zwischen der stromabwärtigen Seite des Kompressors 4 a und einem Ladedruckeinlaß 16 c des Solenoidventils 16 ist ein Ladedruckkanal 15 angeordnet. Eine Lecköffnung 16 d des Solenoidventils 16 ist über einen Leckkanal 18, enthaltend eine Drossel 19, mit der stromaufwärtigen Seite des Kom pressors 4 a verbunden. Das Dreiwegeventil 16 weist ein elektromagnetisches Solenoid 16 a und Ventilkörper 16 b auf. Die Ventilkörper 16 b sind mittels des Solenoids 16 a so betätigbar, daß sie den Ladedruckeinlaß 16 c und die Lecköffnung 16 d jeweils öffnen und schließen. Der Solenoid 16 a wird mittels Signalen vom Regler 30 gesteuert und arbeitet auf Betriebsparametersignale hin, wie im folgen den beschrieben ist. Die Zeitdauer des Öffnens und Schließens des Ladedruckeinlasses 16 c und der Lecköffnung 16 d sind voreingestellt. Der Druck zum Betreiben der Betätiger 13 und 14 sowie die Öffnungsstellung des Waste-Gate-Ventils 11 und des Stellflügels 4 c werden hierdurch geregelt.Between the downstream side of the compressor 4 a and a boost pressure inlet 16 c of the solenoid valve 16 , a boost pressure channel 15 is arranged. A leak hole 16 d of the solenoid valve 16, a throttle 19, to the upstream side of the com pressors 4 a is a leak channel 18 containing connected. The three-way valve 16 has an electromagnetic solenoid 16 a and valve body 16 b . The valve body 16 are b by means of the solenoid 16 a so operable to the loading pressure inlet 16 c and the leak opening 16 d open and close respectively. The solenoid 16 a is controlled by signals from the controller 30 and operates on operating parameter signals, as described in the following. The time duration of opening and closing of the loading pressure inlet 16 c and the leakage opening 16 d are preset. The pressure for operating the actuators 13 and 14 and the open position of the waste gate valve 11 and the regulating wing 4 c are regulated thereby.

Es wird nun die Arbeitsweise des Reglers 30 anhand der Fig. 2 erläutert. Die allgemeine Funktion des Reglers 30 besteht darin, auf Signale eines von mindestens vier Sensoren hin Betriebs- bzw. Lastsignale vom Solenoid 16 a des Solenoidventiles 16 zu übertragen und so das Ventil 16 zu betätigen. Ein Luftmengenmesser 21 mißt den Luft durchsatz durch das Ansaugrohr 3 und erzeugt ein Luftmen gensignal. Ein Maschinen-Drehzahlsensor 22 mißt die Ma schinendrehzahl Ne und erzeugt ein entsprechendes Dreh zahlsignal. Ein Drosselklappenstellungssensor 23 mißt den Öffnungswinkel R der Drosselklappe 5. Ein Drucksen sor 24 mißt den Ladedruck.The operation of controller 30 will now be explained with reference to FIG. 2. The general function of the controller 30 is to transmit signals to one of at least four sensors towards operating and load signals from the solenoid 16a of the solenoid valve 16 and so to actuate the valve sixteenth An air flow meter 21 measures the air flow through the intake pipe 3 and generates an air quantity signal. A machine speed sensor 22 measures the machine speed Ne and generates a corresponding speed signal. A throttle valve position sensor 23 measures the opening angle R of the throttle valve 5 . A pressure sensor 24 measures the boost pressure.

Der Regler 30 führt eine Vorwärts-Regelung gemäß Fig. 2 aus. Eine Grundlast-Ermittlungsvorrichtung 31 empfängt ein Luftmengensignal Q vom Luftmengenmesser 21 und ein Ma schinendrehzahlsignal Ne vom Drehzahlsensor 22. Die Grund last-Ermittlungsvorrichtung 31 ist mit einer Map-Sollwert- Vorgabevorrichtung 32 versehen. Die Grundlast-Ermittlungs vorrich tung 31 liefert ein Grundlastverhältnissignal D ₈. Die Beziehung bzw. der Verlauf dieses Grundlastverhältnissig nales D _B des Drehzahlsignals Ne und des Luftmengensignals Q ergibt sich aus Fig. 3A. Die Map des Grundlastverhält nissignales D _B ist so voreingestellt, daß ständig ein Ladedruck Pt bei verschiedenen stationären Betriebszustän den erhalten werden kann.The controller 30 performs a forward control according to FIG. 2. A base load determination device 31 receives an air quantity signal Q from the air quantity meter 21 and an engine speed signal Ne from the speed sensor 22 . The basic load determination device 31 is provided with a map setpoint specification device 32 . The base load determination device 31 supplies a base load ratio signal D ₈ . The relationship or the course of this base load ratio signal D _{B of} the speed signal Ne and the air quantity signal Q results from FIG. 3A. The map of the base load ratio signal D _B is preset so that a boost pressure Pt can be obtained in various steady-state operating conditions.

Genauer gesagt ist das Grundlastverhältnissignal D _B groß in einem Niedriglastgebiet, in welchem das Drehzahlsignal Ne und das Luftmengensignal Q klein sind, und die Leck zeitdauer für ein Lecken über die Lecköffnung 16 d des Solenoidventils 16 ist groß, um den an den Betätigern 13 und 14 anliegenden Betätigungsdruck zu vermindern. Wenn das Drehzahlsignal Ne und das Luftmengensignal Q anwach sen, nimmt das Grundlastverhältnissignal D _B ab. Der Betä tigungsdruck wird darauf hin erhöht. Die Grundlast-Ermitt lungsvorrichtung 31 leitet dann das Grundlastverhältnis signal D _B entsprechend aus der Map her und überträgt das Verhältnissignal D _B zur Lastverhältnis-Bestimmungsvor richtung 33.More specifically, the base load ratio signal D _{B is} large in a low load area in which the rotational speed signal Ne and the air quantity signal Q are small, and the leakage time for leakage through the leak opening 16 d of the solenoid valve 16 is large by that of the actuators 13 and 14 reduce applied operating pressure. When the speed signal Ne and the air quantity signal Q grow, the base load ratio signal D _B decreases. The actuation pressure is then increased. The basic load-Determined averaging device 31 then the basic duty ratio signal D _B is derived from the map accordingly and transmits the signal ratio D _B to the load ratio Bestimmungsvor direction 33rd

Der Regler 30 enthält auch einen Rechenbaustein 34 zum Bestimmen der Öffnungsstellungsänderung der Drosselklappe. Der Baustein 34 empfängt ein Öffnungswinkelstellungssignal R vom Drosselklappensensor 23. Auf das Öffnungswinkel stellungssignal R hin bestimmt der Baustein 34 die Öff nungsstellungsänderung dR/dt mit der Zeit. Das Maschinen drehzahlsignal Ne, die Öffnungswinkelstellung R der Dros selklappe und deren Veränderung dR/dt werden zu einer Beschleunigungsmeßvorrichtung 35 übertragen. Ein Sollwert NI (z.B. 4000 U/min) für die Maschinendrehzahl Ne, ein Sollwert R I (z.B. 80°), der Öffnungswinkelstellung R der Drosselklappe und ein Sollwert T für die Öffnungsstel lungsänderung dR/dt sind vorherbestimmt. In einem Teil gebiet Ne < NI, R < R I, und dR/dt < T bestimmt die Be schleunigungsmeßvorrichtung 35 bei starker Änderung des Öffnungswinkels, daß ein Betriebszustand mit Beschleu nigung herrscht.The controller 30 also contains a computing module 34 for determining the change in the open position of the throttle valve. The module 34 receives an opening angle position signal R from the throttle valve sensor 23 . In response to the opening angle position signal R , the block 34 determines the opening position change d R / d t over time. The engine speed signal Ne , the opening angle position R of the throttle valve and its change d R / d t are transmitted to an acceleration measuring device 35 . A setpoint NI (eg 4000 rpm) for the engine speed Ne , a setpoint R I (eg 80 °), the opening angle position R of the throttle valve and a setpoint T for the opening position change d R / d t are predetermined. In a part of the area Ne < NI , R < R I , and d R / d t < T , the acceleration measuring device 35 determines with a large change in the opening angle that there is an operating state with acceleration.

Der vom Drucksensor 24 gemessene Ladedruck wird in eine Ladedruckbestimmungsvorrichtung 36 eingespeist. Die Vor richtung 36 bestimmt daraufhin den Ladezustand aus der Ladedruckänderung dP/dt und erzeugt ein Korrektursignal nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeit T aus einem Zustand dP/dt 0, wie im folgenden genauer beschrieben ist. Ein Beschleunigungssignal aus der Beschleunigungsmeß vorrichtung 35, das Korrektursignal aus der Vorrichtung 36 und das Drehzahlsignal Ne werden in eine Beschleuni gungslast-Ermittlungsvorrichtung 37 eingegeben. Diese Vorrichtung 37 entnimmt daraufhin ein Beschleunigungskor rektur-Lastverhältnis Da aus einer Sollwert-Vorgabevor richtung 38 und überträgt das Lastverhältnis Da als Aus gangssignal zu der Lastverhältnis-Bestimmungsvorrichtung 33. Das Beschleunigungskorrektur-Lastverhältnis Da wird mittels einer Funktion eingestellt, welche mit anwachsen dem Maschinendrehzahlsignal Ne abnimmt, wie Fig. 3B zeigt.The boost pressure measured by the pressure sensor 24 is fed into a boost pressure determination device 36 . The device 36 then determines the state of charge from the change in charge pressure d P / d t and generates a correction signal after a predetermined time T has elapsed from a state d P / d t 0, as is described in more detail below. An acceleration signal from the acceleration measuring device 35 , the correction signal from the device 36 and the speed signal Ne are inputted to an acceleration load determining device 37 . This device 37 then takes out an acceleration correction load ratio Da from a setpoint input device 38 and transmits the load ratio Da as an output signal to the load ratio determination device 33 . The acceleration correction load ratio Da is set by means of a function which decreases as the engine speed signal Ne increases, as shown in FIG. 3B.

Die Lastverhältnis-Bestimmungsvorrichtung 33 berechnet und bestimmt ein Ausgangslastverhältnissignal D gemäß der Gleichung D = D _B + Da. Das Ausgangslastverhältnissignal D wird mittels einer Treibervorrichtung 39 zum Solenoidven til 16 übertragen.The load ratio determination device 33 calculates and determines an output load ratio signal D according to the equation D = D _B + Da . The output load ratio signal D is transmitted to the solenoid valve 16 by a driver device 39 .

Die Arbeitsweise der oben beschriebenen Ladedruckregelan lage wird nun anhand des Flußdiagrammes nach Fig. 4 erläutert.The operation of the boost pressure control system described above will now be explained with reference to the flow chart of FIG. 4.

Wenn die Maschine läuft, betreibt zunächst die Energie des Abgases die Turbine 4 b des Turboladers 4. Daher dreht auch der Kompressor 4 a. Somit wird über das Ansaugrohr 3 angesaugte Luft verdichtet und aufgeladen in die Maschine 1 gespeist. Zu dieser Zeit werden das Luftmengensignal Q und das Maschinendrehzahlsignal Ne zu der Grundlast-Er mittlungsvorrichtung 31 des Reglers 30 gespeist. Die Vorrichtung 31 leitet daraufhin das Grundlastverhältnis D _B in Übereinstimmung mit dem Luftmengensignal Q und dem Maschinendrehzahlsignal Ne anhand der Map ab, welche von der Sollwert-Vorgabevorrichtung 32 vorgegeben ist. Wenn die Maschine stationär arbeitet, wird das Lastsignal des Grundlastverhältnisses D _B über die Treibervorrichtung 39 zum Solenoidventil 16 abgegeben. Somit wird der den Betä tigern 13 und 14 zugeführte Druck geregelt.When the machine is running, the energy of the exhaust gas first operates the turbine 4 b of the turbocharger 4 . Therefore, the compressor 4 a rotates. Thus, air sucked in via the intake pipe 3 is compressed and fed into the machine 1 in a charged manner. At this time, the air quantity signal Q and the engine speed signal Ne are fed to the base load determining device 31 of the controller 30 . The device 31 then derives the base load ratio D _B in accordance with the air quantity signal Q and the engine speed signal Ne on the basis of the map, which is predetermined by the setpoint specification device 32 . When the machine is operating in a stationary manner, the load signal of the base load ratio D _{B is} output via the driver device 39 to the solenoid valve 16 . Thus, the pressure supplied to the actuators 13 and 14 is regulated.

Wenn das Luftmengensignal Q und das Drehzahlsignal Ne klein sind, werden das Grundlastverhältnis D _B groß und der Betätigungsdruck klein. Als Folge davon wird das Waste-Gate-Ventil 11 gesperrt. Außerdem wird der Stell flügel 4 c am Turbineneinlaß geöffnet, um die Laderate zu erhöhen. Wenn das Luftmengensignal Q und das Drehzahlsig nal Ne anwachsen, nimmt das Grundlastverhältnis D _B ab. Dann steigt der Betätigungsdruck. Infolge davon wird das Waste-Gate-Ventil 11 um ein bestimmtes Maß geöffnet, um einen Teil des Abgases abströmen zu lassen, und die Abgas menge wird durch den Stellflügel 4 c vermindert. Somit wird die dem Turbolader 4 zugeführte Energie vermindert. Darauf wird eine Vorwärtsregelung basierend auf dem Grundlastver hältnis D _B durchgeführt, so daß der Ladedruck mit dem Solladedruck Pt übereinstimmt.When the air quantity signal Q and the speed signal Ne are small, the base load ratio D _B becomes large and the operating pressure becomes small. As a result, the waste gate valve 11 is blocked. In addition, the control wing 4 c is opened at the turbine inlet to increase the charging rate. When the air quantity signal Q and the speed signal Ne increase, the base load ratio D _B decreases. Then the actuation pressure increases. As a result, the waste gate valve 11 is opened to a certain extent in order to allow a part of the exhaust gas to flow off, and the exhaust gas amount is reduced by the control wing 4 c . The energy supplied to the turbocharger 4 is thus reduced. Then a forward control based on the base load ratio D _{B is} performed so that the boost pressure matches the target boost pressure Pt .

Bei einer Beschleunigung, bei der der Drosselklappenquer schnitt abrupt zunimmt, steigt auch die Maschinendrehzahl Ne an. Somit erhöht sich der Ladedruck P gemäß Fig. 5. Jedoch nimmt das Grundlastverhältnis D _B einen kleinen Wert an, der durch die Map bestimmt ist. Ferner wird, wie oben erwähnt, eine Vorwärtsregelung durchgeführt. Daher steigt der Ladedruck ohne "Überschießen" an. Wenn eine abrupte Beschleunigung mit großer Veränderung des Öff nungswinkelstellungssignals R auftritt, was zu einer verzögerten Reaktion der Turbine 4 führt, erfaßt die Beschleunigungsmeßvorrichtung 35 die Beschleunigung. Somit wird ein Beschleunigungskorrektur-Lastverhältnis Da aus der Map-Sollvorgabevorrichtung 38 entsprechend dem Maschinendrehzahlsignal Ne abgeleitet.With an acceleration in which the throttle valve cross section increases abruptly, the engine speed Ne also increases. The boost pressure P thus increases according to FIG. 5. However, the base load ratio D _{B takes on} a small value, which is determined by the map. Furthermore, as mentioned above, a forward control is carried out. Therefore, the boost pressure increases without "overshooting". If an abrupt acceleration opening angle position signal R occurs with a large change in the Publ, which leads to a delayed response of the turbine 4, the accelerometer 35 detects the acceleration. Thus, an acceleration correction load ratio Da is derived from the map target device 38 in accordance with the engine speed signal Ne .

Der Ladezustand wird mittels der Ladezustands-Bestimmungs vorrichtung 36 überwacht. Nach Verstreichen einer bestimm ten Zeitdauer T (Fig. 5) ab dem Beginn eines Ladedruckab falls unter der Voraussetzung von dP/dt 0 verschwindet die Gefahr eines Überschießens des Ladedrucks. Somit wird nach Verstreichen der vorbestimmten Zeitdauer T das Be schleunigungskorrektur-Lastverhältnis Da aus der Vorrich tung 37 ausgegeben. Dann wird das Lastverhältnis D in der Lastverhältnis-Bestimmungsvorrichtung 33 fortschreitend korrigiert, indem das Beschleunigungs-Korrekturlastver hältnis Da zum Grundlastverhältnis D _B hinzuaddiert wird. Aus diesem Grund wird das offene Waste-Gate-Ventil 11 geringfügig in Schließrichtung verstellt. Der Turbolader 4 erhöht somit den Ladedruck. Als Ergebnis erholt sich der Ladedruck von dem Mangel aufgrund der Verzögerung des Ansprechens der Turbine 4 b (der Mangelzustand ist in dem strichpunktierten Kurvenabschnitt P′ in Fig. 5 angedeu tet) auf den durchgezogenen Kurvenverlauf. Somit wird der Ladedruck in Übereinstimmung mit dem vorbestimmten Druck oder Solldruck P gebracht.The state of charge is monitored by means of the state of charge determination device 36 . After a certain period of time T ( FIG. 5) has elapsed from the start of a boost pressure, provided that d P / d t 0, the risk of the boost pressure overshooting disappears. Thus, after the lapse of the predetermined period T, the acceleration correction load ratio Da is output from the device 37 . Then, the load ratio D in the load ratio determination device 33 is progressively corrected by adding the acceleration correction load ratio Da to the base load ratio D _B. For this reason, the open waste gate valve 11 is adjusted slightly in the closing direction. The turbocharger 4 thus increases the boost pressure. As a result, the boost pressure recovers from the deficiency due to the delay in the response of the turbine 4 b (the deficiency state is indicated in the dash-dotted curve section P 'in FIG. 5) to the solid curve shape. Thus, the boost pressure is brought into agreement with the predetermined pressure or target pressure P.

Mit der Zunahme des Maschinendrehzahlsignales Ne nimmt das Beschleunigungskorrektur-Lastverhältnis Da gemäß Fig. 3B ab. Nach einer bestimmten Zeit wird dieses Ver hältnis zu 0 und die Beschleunigungskorrektur wird been det. Jedoch wird während dieser Zeit die Turbinendrehzahl verzögerung korrigiert. Aus diesem Grund kehrt das Regel verfahren zu einer stationären Betriebsweise zurück, die ausschließlich von dem Grundlastverhältnis D _B abhängt. Somit wird der Ladedruck mit dem vorbestimmten Ladedruck Pt in Übereinstimmung gebracht.As the engine speed signal Ne increases, the acceleration correction load ratio Da decreases as shown in FIG. 3B. After a certain time, this ratio becomes 0 and the acceleration correction is ended. However, the turbine speed deceleration is corrected during this time. For this reason, the control procedure returns to a stationary mode of operation that depends exclusively on the base load ratio D _B. Thus, the boost pressure is brought into agreement with the predetermined boost pressure Pt .

Die Ladedruckregelanlage nach der Erfindung hat mehrere Vorteile und nützliche Eigenschaften, welche im folgenden zusammengefaßt sind.The boost pressure control system according to the invention has several Advantages and useful properties which are as follows are summarized.

Das Regelverfahren basiert auf einer Vorwärtsregelung ("feed-forward control") gemäß einer Grundlastverhältnis- Map. Dadurch wird eine stabile Ladedruckregelung mit geringem "Überschießen" des Ladedrucks erreicht.The control process is based on a forward control ("feed-forward control") according to a base load ratio- Map. This ensures a stable boost pressure control little "overshoot" of the boost pressure reached.

Zum Zeitpunkt einer Beschleunigung wird das Grundlastver hältnis gemäß einem Beschleunigungskorrektur-Lastverhält nis korrigiert. Aus diesem Grund wird eine Ladedruckmangel wegen einer mechanischen Ursache, wie einer Verzögerung bei der Drehzahlerhöhung der Turbine, erhöht. Eine weitere Eigenschaft besteht darin, daß die Beschleunigungskorrek tur nach einem Abfall des Ladedruckes durchgeführt wird. Daher besteht nur eine geringe Möglichkeit des Über schießen des Ladedruckes aufgrund der Korrektur.The base load ver Ratio according to an acceleration correction load ratio corrected. For this reason, there is a lack of boost pressure because of a mechanical cause, such as a delay when the speed of the turbine increases. Another The property is that the acceleration correction is carried out after a drop in the boost pressure. Therefore, there is little possibility of over shoot the boost pressure due to the correction.

Eine weitere Eigenschaft ist, daß das Beschleunigungskor rektur-Lastverhältnis abgestimmt auf die Maschinendrehzahl vorgegeben wird. Daher besteht keine Möglichkeit zu einer exzessiven Korrektur über die notwendige Korrektur hinaus während eines Anstiegs der Maschinendrehzahl beim Be schleunigen.Another property is that the accelerator rectification-load ratio matched to the machine speed is specified. Therefore there is no possibility of one excessive correction beyond the necessary correction during an increase in engine speed at Be accelerate.

Claims

1. System for monitoring the boost pressure of a machine with a turbocharger ( 4 ) with a compressor ( 4 a ) and tur bine ( 4 b ), which is driven by the exhaust gas of the machine ( 1 ), a measuring device ( 21 , 22 , 23 , 24 ) for measuring operating conditions of the machine, a bypass duct ( 12 ) bypassing the turbine, a waste gate valve ( 11 ) in the bypass duct, an actuator ( 13 ) for the waste gate valve, a control valve ( 16 ) for controlling of the waste gate valve and a controller ( 30 ) which, in response to an operating condition signal, generates a control signal for adjusting the control valve, characterized by a base load determination device ( 31 ) which is based on a signal for calculating a base load ratio ( D _B ) generates a predetermined boost pressure signal ( Pt ) according to the different operating conditions of the machine;
an acceleration load determining device ( 37 ) which calculates an acceleration load ratio ( D _A ) in response to an operating state signal and generates a corresponding signal, and
a load ratio determination device ( 33 ) which, in response to the boost pressure signal and the acceleration load ratio signal, adds the acceleration load ratio signal to the base load ratio signal and transmits a corrected load ratio signal ( D ) to the control valve ( 16 ) when the machine is in the accelerated state.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the measuring device comprises a flow meter ( 21 ) for measuring the amount of air drawn in by the machine and a sensor ( 22 ) for measuring the machine speed and that the base load-determining device ( 31 ) reacts to signals from the flow rate sensor and the speed sensor.

3. System according to claim 2, characterized in that the acceleration load determining device ( 37 ) has a computing block for calculating the acceleration load ratio ( Da ) depending on the output signal ( Ne ) of the speed sensor ( 22 ).

4. Plant according to claim 2, characterized in that the measuring device further comprises a throttle valve sensor ( 23 ) for measuring the open position of the throttle valve ( 5 ) of the machine and that a computing module ( 34 ) for calculating starting from an output signal ( R ) of the throttle valve sensor ( 23 ) of the change in the open position (d R / d t ) of the throttle valve, and an acceleration measuring device ( 35 ) which is based on output signals ( Ne , d R / d t R ) of the speed sensor ( 22 ), of the computing module ( 34 ) and the throttle valve sensor ( 23 ) determines the acceleration operating state of the machine to transmit an output signal to the acceleration load determination device ( 37 ).

5. Plant according to claim 4, characterized in that the measuring device further comprises a pressure sensor ( 24 ) for measuring the suction pressure ( P ) of the machine and that a state of charge determination device ( 36 ) on the output signals ( B ) of the pressure sensors ( 24 ) reacts to determine the state of charge on the basis of fluctuations in the intake pressure and to emit a correction signal to the acceleration load determining device ( 37 ).

6. The device according to claim 5, characterized in that the acceleration load determining device ( 37 ) has means which responds to a drop in the intake pressure ( P ) when the boost pressure exceeds the acceleration load ratio ( Da ) with a time delay ( T ) to spend.