DE4228279A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Sollwertbildung für eine Saugrohrdruck- und/oder Ladedruckregelung einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Soll­ wertbildung für eine Saugrohrdruck- und/oder Ladedruckregelung einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Verfahren zur Sollwertbestimmung bei einer Ladedruck­ regelung ist aus der DE 39 32 420 A1 bekannt. Dort wird aus einem Motorenkennfeld entsprechend der gerade aktuellen Brennkraftma­ schinenlast und der Drehzahl ein Sollwert für den Ladedruck er­ mittelt. Nach der Ermittlung des Sollwertes für den Ladedruck er­ folgen mehrere additive Korrekturen dieses Sollwertes, und zwar in Abhängigkeit vom Atmosphärendruck, von der Ansauglufttemperatur und von der Kühlmitteltemperatur. Der korrigierte Sollwert wird einem Ladedruckregelkreis als Führungsgröße zur Verfügung gestellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren und einer Vorrichtung der eingangs genannten Art einen optimalen Soll­ wert für den Saugrohrdruck bzw. Ladedruck einer Brennkraftmaschine bereitzustellen. Bei der Sollwertbildung sollen die aktuellen Be­ triebsbedingungen berücksichtigt werden. Weiterhin soll der Sollwert sowohl bei Drosselung - das heißt für Werte kleiner als der Atmo­ sphärendruck - als auch bei Aufladung - das heißt für Werte großer als der Atmosphärendruck - optimal sein.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale und die nachfolgend beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen und Weiterbildungen gelöst.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung hat den Vorteil, daß sowohl bei Drosselung als auch bei Aufladung ein optimaler Sollwert für den Saugrohr- bzw. Lade­ druck ermittelt wird. Besonders vorteilhaft wirkt sich aus, daß von dem - beispielsweise mit Hilfe eines Kennfelds ermittelten - Signal für den Sollwert ein Signal für den aktuellen Atmosphärendruck oder einen Referenzdruck abgezogen wird und das so ermittelte Signal für den Differenzdruck in Abhängigkeit von verschiedenen Korrekturgrößen und von seinem Vorzeichen korrigiert wird. Es ist dadurch möglich für Drosselung und für Aufladung unterschiedliche Sollwertkorrektu­ ren ohne Sollwertsprung zu realisieren. Nach der Korrektur wird das Signal für den Atmosphärendruck wieder auf das Signal für den Diffe­ renzdruck aufaddiert, so daß ein Signal für einen korrigierten Soll­ wert des absoluten Saugrohr- bzw. Ladedrucks zur Verfügung steht.

Vorteilhaft ist auch die in einer Ausgestaltung der Erfindung vorge­ sehene Begrenzung des so ermittelten Druck-Sollwerts. Des weiteren wirkt sich die in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorge­ sehene Beeinflussung des Druck-Sollwerts durch eine Vorsteuerstufe vorteilhaft auf die Dynamik der Regelung aus, insbesondere wenn in diese Vorsteuerstufe die aktuelle Kühlmitteltemperatur und die ange­ forderte Kraftstoffmenge eingehen. Aus diesen beiden Großen geht einerseits hervor, welche Dynamik der Brennkraftmaschine zugemutet werden kann und andererseits, welche Dynamik der Fahrer anfordert, so daß ein optimaler Kompromiß gefunden werden kann.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Einrichtung zur Regelung des Saugrohr- bzw. Ladedrucks einer Brennkraftmaschine, in der das er­ findungsgemäße Verfahren zur Sollwertbestimmung eingesetzt werden kann,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur Korrektur eines Differenzdrucks dP,

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Begrenzungsstufe zur Begrenzung des Druck-Sollwerts P und

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer dynamischen Vorsteuerung, mit der der Druck-Sollwert P beeinflußt werden kann.

Beschreibung der Ausführungsformen

Fig. 1 zeigt eine Brennkraftmaschine 100 mit einem Ansaugtrakt 102 und einem Abgaskanal 104. Im Ansaugtrakt 102 sind - in Stromrichtung der angesaugten Luft gesehen - eine Drosselklappe 106f die mit einem Antrieb 107 verbunden ist, ein Verdichter 108, ein Temperatursensor 110 zur Erfassung der Temperatur der von der Brennkraftmaschine 100 angesaugten Luft und ein Drucksensor 112 zur Erfassung des Saug­ rohr- bzw. Ladedrucks. Der Verdichter 108 wird über ein Verbindungs­ mittel 114 von einer im Abgaskanal 104 angeordneten Turbine 116 angetrieben. Eine Bypass-Leitung 118 führt um die Turbine 116 herum. In der Bypass-Leitung 118 ist ein Bypass-Ventil 120 angeordnet. An der Brennkraftmaschine 100 sind ein Temperatursensor 122 zur Er­ fassung der Temperatur des Kühlmittels und ein Drehzahlsensor 124 zur Erfassung der Drehzahl der Brennkraftmaschine 100 angebracht. Sämtliche Sensoren sind mit einem zentralen Steuergerät 126 ver­ bunden. Weiterhin ist das zentrale Steuergerät 126 mit der Drossel­ klappe 106, dem Antrieb 107 und dem Bypass-Ventil 120 verbunden.

Im einzelnen wird das Steuergerät mit folgenden Signalen beauf­ schlagt: Ein Signal DK für die Stellung der Drosselklappe ein Signal TL des Temperatursensors 110, ein Signal PL des Drucksensors 112, ein Signal TKM des Temperatursensors 122, ein Signal n des Drehzahlsensors 124, ein Signal PAtm für den Atmosphärendruck, das beispielsweise von einem nicht figürlich dargestellten Drucksensor erzeugt wird, und einem Signal ME für die angeforderte Kraftstoff­ menge, das beispielsweise aus dem Gaspedalweg oder aus dem Weg der Regelstange der Einspritzpumpe ermittelt werden kann. Ausgegeben werden von dem Steuergerät 126 ein Signal uDK an den Antrieb 107 und ein Signal uBV an das Bypass-Ventil 120. Bei Diesel-Brennkraftma­ schinen entfällt in der Regel die Verbindungsleitung zwischen der Drosselklappe 106 und dem zentralen Steuergerät 126 und somit auch das Signal DK.

Die dargestellte Anordnung dient dazu, den Saugrohrdruck bzw. Lade­ druck auf einen Druck-Sollwert zu regeln, der durch das erfindungs­ gemäße Verfahren ermittelt wird. Das Steuergerät 126 beinhaltet einen für sich bekannten Regler. Dieser Regler gibt die Signale uDK und/oder uBV zur Ansteuerung des Antriebs 107 bzw. des Bypass-Ven­ tils 120 aus, die er je nach Abweichung des Signals PL für den Druck-Istwert vom Signal P für den Druck-Sollwert ermittelt. Die Re­ gelung des Ladedrucks und die dazu erforderliche Vorrichtung sind dem Fachmann bekannt und werden deshalb im folgenden nicht näher beschrieben. Das Signal P für den Druck-Sollwert wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bestimmt, das von einer im Steuergerät 126 enthaltenen Vorrichtung durchgeführt wird. Die Vorrichtung zur Bestimmung des Druck-Sollwerts und das dabei angewandte Verfahren werden anhand der Fig. 2 bis 5 erläutert.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ein Kennfeld 200 gibt abhängig von der angeforderten Kraftstoffmenge ME und der Drehzahl n der Brenn­ kraftmaschine 100 ein Signal P0 für den Sollwert des Saugrohr- bzw. Ladedrucks aus. Mit diesem Signal P0 wird ein Verknüpfungspunkt 201 mit positiven Vorzeichen beaufschlagt. Weiterhin wird der Ver­ knüpfungspunkt 201 über einen Schalter 202 mit dem Signal PAtm für den Atmosphärendruck oder mit einem Signal PRef für einen Referenz­ druck mit jeweils negativem Vorzeichen beaufschlagt. Das Signal PRef wird dem Schalter 202 von einem Speicher 203 zur Verfügung gestellt. Die Stellung des Schalters 202 wird während der Applikationsphase festgelegt. In der Regel sind mit der Schalterstellung, bei der das Signal PRef an den Verknüpfungspunkt 201 weitergeleitet wird, bes­ sere Abgaswerte erreichbar als bei Weiterleitung des Signals PAtm. Der Grund dafür besteht darin, daß das erfindungsgemäße Verfahren während der Applikationsphase auf der Basis des Referenzdrucks opti­ miert wird. Prinzipiell kann der Schalter 202 auch entfallen und eine feste Verdrahtung vorgenommen werden.

Der Verknüpfungspunkt 201 gibt ein Signal dP für einen Differenz­ druck an eine Vorzeichenstufe 204 und eine Korrekturstufe 206 aus. In der Vorzeichenstufe 204 wird festgestellt, ob das Signal dP großer gleich 0 ist und dementsprechend ein Signal "yes" oder "no" an die Korrekturstufe 206 ausgegeben. Die Übermittlung dieses Signals erfolgt entweder über zwei getrennte Leitungen, wie in Fig. 2 dargestellt, oder über eine gemeinsame Leitung.

Die Korrekturstufe 206 wird mit weiteren Signalen beaufschlagt, die in Fig. 3 näher definiert werden, und gibt ein Signal dP′ für einen korrigierten Differenzdruck an einen weiteren Verknüpfungspunkt 208 aus. Der Verknüpfungspunkt 208 wird außerdem mit dem Signal PAtm für den Atmosphärendruck beaufschlagt. Der Verknüpfungspunkt 208 addiert die Eingangssignale dP′ und PAtm und gibt die Summe als Signal P für einen Druck-Sollwert aus. Je nach Ausführungsform kann dieses Signal P für den Druck-Sollwert direkt als Führungsgröße für die Regelung verwendet werden oder in eine weitere Korrekturstufe 210 eingespeist werden. Die Korrekturstufe 210 erhält als weitere Eingangssignale das Signal PAtm für den Atmosphärendruck und Signale, die in den Fig. 4 und 5 näher bezeichnet werden, und gibt ein Signal für einen korrigierten Druck-Sollwert P′ aus. Die Korrekturstufe 210 enthält eine Begrenzung und/oder eine dynamische Vorsteuerung. Die Begren­ zung ist in Fig. 4 und die dynamische Vorsteuerung in Fig. 5 darge­ stellt.

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild der Korrekturstufe 206 zur Korrek­ tur des Signals dP für den Differenzdruck. Die Korrekturstufe 206 enthält vier Verknüpfungspunkte 300, 302, 304 und 306, die derart in Serie geschaltet sind, daß der Ausgang eines jeden Verknüpfungs­ punktes mit einem ersten Eingang des jeweils nachfolgenden Ver­ knüpfungspunktes verbunden ist. Ein erster Eingang des ersten Ver­ knüpfungspunktes 300 ist mit einem Eingang A der Korrekturstufe 206 verbunden, an dem das Signal dP für den Differenzdruck anliegt. Der Ausgang des letzten Verknüpfungspunktes 306 liefert das Signal dP für den korrigierten Differenzdruck an einen Ausgang B der Kor­ rekturstufe 206. Ein jeder zweiter Eingang der Verknüpfungspunkte 300, 302, 304 und 306 ist mit je einem Schalter 308, 310, 312 und 314 verbunden. Die Schalter 308, 310, 312 und 314 werden über eine gemeinsame Steuerleitung 316 von einer Schaltersteuerung 318 ge­ steuert. Die Schaltersteuerung 318 besitzt zwei Eingänge, von denen einer mit einem Eingang C der Korrekturstufe 206 verbunden ist, an dem das "no"-Signal anliegt, und einer mit einem Eingang D der Kor­ rekturstufe 206 verbunden ist, an dem das "yes"-Signal anliegt. Falls das "no"-Signal und das "yes"-Signal über eine gemeinsame Lei­ tung übertragen werden, besitzt die Schaltersteuerung 318 nur einen Eingang, der mit dem Eingang C der Korrekturstufe 206 verbunden ist. Eingang D entfällt in diesem Fall.

Jeder Schalter 308, 310, 312 und 314 besitzt zwei weitere Anschlüs­ se, wobei in einer Schalterstellung I jeweils der erste dieser bei­ den Anschlüsse mit dem dem Schalter zugeordneten Verknüpfungspunkt verbunden ist und in einer Schalterstellung II der zweite Anschluß. Der erste Anschluß des Schalters 308 ist mit dem Ausgang eines Fest­ wertspeichers 320 verbunden. Der zweite Anschluß des Schalters 308 ist mit dem Ausgang einer Begrenzerstufe 322 verbunden wird, deren Eingang mit dem Ausgangssignal eines Speichers 323 beaufschlagt wird. Der Eingang des Speichers 323 ist mit einem Eingang E der Korrekturstufe 206 verbunden.

Die ersten Anschlüsse der Schalter 310, 312 und 314 sind jeweils mit dem Ausgang je einer Korrekturkennlinie 324, 326 und 328 für Aufla­ dung (P0 < PAtm bzw. P0 < PRef) verbunden und die zweiten Anschlüsse jeweils mit dem Ausgang je einer Korrekturkennlinie 330, 332 und 334 für Drosselung (P0 < PAtm bzw. P0 < pRef). Die Eingänge je zweier Korrekturkennlinien, die dem gleichen Schalter zugeordnet sind, sind jeweils miteinander und mit einem Eingang der Korrekturstufe 206 verbunden, an dem ein Signal für eine Korrekturgröße anliegt. So ist ein Eingang F der Korrekturstufe 206 , an dem ein Signal PAtm für eine Korrekturgröße Atmosphärendruck anliegt, mit dem Eingang der Korrekturkennlinie 324 und mit dem Eingang der Korrekturkennlinie 330 verbunden, ein Eingang G, an dem ein Signal TL für eine Korrek­ turgröße Lufttemperatur anliegt, mit dem Eingang der Korrekturkenn­ linie 326 und dem Eingang der Korrekturkennlinie 332, ein Eingang H, an dem ein Signal TKM für eine Korrekturgröße Kühlmitteltemperatur anliegt, mit dem Eingang der Korrekturkennlinie 328 und dem Eingang der Korrekturkennlinie 334.

Der Korrekturstufe 206 liegt folgendes Funktionsprinzip zugrunde: Das Signal dP für den Differenzdruck wird in den Verknüpfungspunkten 300, 302, 304 und 306 jeweils mit Korrekturfaktoren multipliziert. Je nachdem, ob das Signal P0 für den Sollwert des Saugrohr- bzw. Ladedrucks großer oder kleiner als das Signal PAtm (PRef) für den Atmosphärendruck (Referenzdruck) ist, kommen verschiedene Korrektur­ faktoren zum Einsatz. Diese Unterscheidung wird technisch mit Hilfe der Schalter 308, 310, 312 und 314 umgesetzt. Diese Schalter werden von der Schaltersteuerung 318 derart angesteuert, daß sie ihre Schalterstellung I einnehmen, falls das Signal P0 für den Grundwert des Saugrohr- bzw. Ladedrucks größer als das oder gleich dem Signal PAtm (PRef) für den Atmosphärendruck (Referenzdruck) ist und sonst ihre Schalterstellung II. Dadurch ist es möglich, sowohl bei Aufla­ dung als auch bei Drosselung, mit jeweils den optimalen Korrektur­ faktoren zu arbeiten und gleichzeitig einen weichen Übergang ohne Sprung zwischen den Bereichen Aufladung und Drosselung sicherzu­ stellen.

Im Festwertspeicher 320 ist ein Korrekturfaktor mit dem Wert 1 ab­ gelegt. Das hat zur Folge, daß bei Aufladung (Schalterstellung I) das Signal dP für den Differenzdruck durch den Verknüpfungspunkt 300 nicht beeinflußt wird. Bei Drosselung (Schalterstellung II) dagegen wird das Signal dP für den Differenzdruck mit einem Korrekturfaktor beaufschlagt, der aus dem Speicher 323 ausgelesen und mit der Be­ grenzerstufe 322 nach oben und unten begrenzt wird. Der im Speicher 323 abgelegte Korrekturfaktor kann durch Anlegen eines Signals an den Eingang E der Korrekturstufe 206 verändert werden. Diese Ver­ änderung kann beispielsweise von einer Service-Werkstatt durch­ geführt werden, so daß jederzeit ein manueller Abgleich bzw. eine individuelle Anpassung der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Soll­ wertbildung für den Saugrohr- bzw. Ladedruck möglich ist. Mit der Begrenzerstufe 322 wird sichergestellt, daß die Abgleichmöglichkeit auf ein vorgegebenes Intervall beschränkt ist, da andernfalls un­ zulässig hohe Abgaswerte auftreten konnten. Typischerweise werden im Rahmen des Abgleichs Korrekturfaktoren zwischen 0.9 und 1.1 zuge­ lassen. Wird aus dem Speicher 323 ein Korrekturfaktor ausgelesen, der nicht in diesem Intervall liegt, so gibt die Begrenzerstufe 322 an den Schalter 308 den Wert der oberen bzw. unteren Intervallgrenze aus, z. B. 1.1 bzw. 0.9.

Bei Aufladung (Schalterstellung I) schließen sich an die Multi­ plikation (Verknüpfungspunkt 300) des Signals dP mit dem aus dem Festwertspeicher 320 ausgelesenen Korrekturfaktor folgende weitere Korrekturoperationen an:

Multiplikation im Verknüpfungspunkt 302 mit einem Korrekturfaktor, der über die Korrekturkennlinie 324 aus dem Signal PAtm für den Atmosphärendruck ermittelt wird. Multiplikation im Verknüpfungspunkt 304 mit einem Korrekturfaktor, der über die Kennlinie 326 aus dem Signal TL für die Lufttemperatur ermittelt wird. Multiplikation im Verknüpfungspunkt 306 mit einem Korrekturfaktor, der über eine Kenn­ linie 328 aus dem Signal TKM für die Temperatur des Kühlmittels er­ mittelt wird.

Bei Drosselung (Schalterstellung II) schließen sich an die Multipli­ kation (Verknüpfungspunkt 300) des Signals dP mit dem aus dem Spei­ cher 323 ausgelesenen und durch die Begrenzerstufe 322 begrenzten Korrekturfaktor entsprechende Korrekturoperationen an, wobei in die­ sem Fall die Korrekturfaktoren aus den Korrekturkennlinien für Drosselung 330, 332 und 334 ermittelt werden.

Die Verknüpfungspunkte 300, 302, 304 und 306 können auch so aus­ gelegt sein, daß statt einer Multiplikation eine Addition oder Subtraktion erfolgt. In den letzten beiden Fällen würde bei Auf­ ladung ein Korrekturwert 0 vom Festwertspeicher 320 an den Ver­ knüpfungspunkt 300 ausgegeben.

Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild einer Einrichtung 210a zur Begren­ zung des Signals P für den Druck-Sollwert. Ein Eingang I der Be­ grenzung 210a, an dem das Signal P für den Druck-Sollwert des Saug­ rohr- bzw. Ladedrucks anliegt, ist mit einer ersten Begrenzungsstufe 400 zur Begrenzung des Signals P nach unten verbunden. Die Begren­ zungsstufe 400 wird von einem Festwertspeicher 402 mit einem unteren Schwellwert PMin beaufschlagt, und gibt ein Ausgangssignal an eine zweite Begrenzungsstufe 404 zur Begrenzung des Drucksollwerts nach oben weiter. Die Begrenzungsstufe 404 wird weiterhin von einem Ver­ knüpfungspunkt 406 mit einem Signal PMax beaufschlagt. Ein erster Eingang des Verknüpfungspunktes 406 ist mit einem Eingang J der Be­ grenzung 210a verbunden, an dem das Signal PAtm für den Atmosphären­ druck anliegt. Ein zweiter Eingang des Verknüpfungspunktes 406 ist mit dem Ausgang einer Kennlinie 408 verbunden, in der relative, obere Schwellwerte für den Druck-Sollwert in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine 100 abgelegt sind. Der Eingang der Kennlinie 408 ist mit einem Eingang K der Begrenzung 210a verbunden, an dem das Signal n für die Drehzahl anliegt. Der Ausgang der Be­ grenzungsstufe 404 beaufschlagt einen Ausgang L der Begrenzung 210a mit einem Signal P′ für einen begrenzten Druck-Sollwert.

Die Begrenzung 210a hat die Aufgabe, das Signal P für den Druck-Sollwert nach unten und oben zu begrenzen. Dazu wird das Signal P zunächst in der Begrenzungsstufe 400 mit dem unteren Schwellwert PMin beaufschlagt und anschließend das nach unten be­ grenzte Signal P an die Begrenzungsstufe 404 weitergeleitet. Der untere Schwellwert PMin ist in einem Festwertspeicher 402 abgelegt und wurde während der Applikationsphase so festgelegt, daß eine aus­ reichende Mindestluftzufuhr an die Brennkraftmaschine 100 gewähr­ leistet ist.

In der Begrenzungsstufe 404 findet ein Vergleich des nach unten be­ grenzten Signals P mit dem Signal PMax statt und das Kleinere der Signale P und PMax wird an den Ausgang L der Begrenzung 210a weiter­ geleitet. Das Signal PMax wird durch multiplikative Beaufschlagung des Signals PAtm für den Atmosphärendruck mit den in der Kennlinie 408 abgelegten relativen, oberen Schwellwerten im Verknüpfungspunkt 406 ermittelt. Die in der Kennlinie 408 abgelegten Schwellwerte wer­ den in der Applikationsphase nach den Kenndaten des Laders, der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt wird, drehzahlabhängig festgelegt.

Das durch die Begrenzung 210a nach oben und unten begrenzte Signal P′ für den Druck-Sollwert kann entweder direkt als Führungsgröße für die Saugrohr- bzw. Ladedruckregelung eingesetzt werden oder an eine dynamische Vorsteuerung 210b weitergeleitet werden. Die dynamische Vorsteuerung 210b kann auch anstelle der Begrenzung 210a eingesetzt werden. Weiterhin können sowohl die Begrenzung 210a als auch die dynamische Vorsteuerung 210b entfallen und das Signal P für den Druck-Sollwert kann direkt als Führungsgröße für die Saugrohr- bzw. Ladedruckregelung herangezogen werden.

Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild einer dynamischen Vorsteuerung 210b, mit der das Signal P für den Druck-Sollwert beeinflußt werden kann. Einem ersten Eingang eines Verknüpfungspunktes 500 wird das an einem Eingang M der dynamischen Vorsteuerung 210b anliegende Signal P mit positivem Vorzeichen zugeführt. Ein zweiter Eingang des Ver­ knüpfungspunktes 500 ist mit dem Ausgang eines weiteren Ver­ knüpfungspunktes 502 verbunden. Ein erster Eingang des Verknüpfungs­ punktes 502 wird von einer Bewertungskennlinie 504 mit einem Bewer­ tungsfaktor beaufschlagt. Die Bewertungskennlinie 504 ist mit einem Eingang N der dynamischen Vorsteuerung 210b verbunden, an dem ein Signal ME für die angeforderte Kraftstoffmenge anliegt. Dieser Eingang N ist weiterhin mit einem ersten Eingang einer Vorsteuer­ stufe 506 verbunden. Ein zweiter Eingang der Vorsteuerstufe 506 ist mit einem Eingang O der dynamischen Vorsteuerung 210b verbunden, an dem ein Signal TKM für die Kühlmitteltemperatur der Brennkraftma­ schine 100 anliegt. Der Ausgang der Vorsteuerstufe 506 ist mit einem zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes 502 verbunden. Der Ausgang des Verknüpfungspunktes 500 beaufschlagt einen Ausgang Q der dynami­ schen Vorsteuerung 210b mit einem Signal P′.

Die dynamische Vorsteuerung 210b bewirkt eine Verbesserung der Dyna­ mik der Saugrohr- bzw. Ladedruckregelung insbesondere bei Beschleu­ nigung. Dazu wird das Signal P für den Druck-Sollwert im Verknüp­ fungspunkt 500 mit einem Signal additiv beaufschlagt, das von den Signalen TKM für die Kühlmitteltemperatur und ME für die angefor­ derte Kraftstoffmenge abhängt und folgendermaßen ermittelt wird:

Die Vorsteuerstufe 506 ermittelt aus der zeitlichen Änderung des Signals ME für die angeforderte Kraftstoffmenge einen Vorsteuerwert PVor für den Druck-Sollwert und beaufschlagt den zweiten Eingang des Verknüpfungspunktes 502 mit diesem Vorsteuerwert PVor. Bei der Er­ mittlung von PVor wird das Signal TKM für die Kühlmitteltemperatur berücksichtigt, da man einer kalten Brennkraftmaschine eine gerin­ gere Dynamik zumuten kann als einer warmen Brennkraftmaschine, das heißt bei niedriger Kühlmitteltemperatur gibt die Vorsteuerstufe 506 für die gleiche zeitliche Änderung des Signals ME einen kleineren Vorsteuerwert PVor aus, als bei hoher Kühlmitteltemperatur.

Je nach Ausführungsbeispiel besitzt der von der Vorsteuerstufe 506 ausgegebene Vorsteuerwert PVor das gleiche Vorzeichen wie die zeit­ liche Änderung des Signals ME oder ist immer positiv, wobei letzte­ res durch eine Bildung des absoluten Betrags des Vorsteuerwerts PVor vor seiner Ausgabe durch die Vorsteuerstufe 506 bewirkt werden kann. Durch die Bildung des absoluten Betrags kann verhindert werden, daß beim Gaswegnehmen (negative zeitliche Änderung von ME) ein negativer Vorsteuerwert PVor erzeugt wird, was wiederum zu einem Einbruch des Signals P′ für den korrigierten Druck-Sollwert führen würde. Ins­ besondere wenn unmittelbar nach dem Gaswegnehmen wieder Gas gegeben wird, ist ein derartiger Einbruch in der Regel unerwünscht, da dann ein möglichst hoher Ladedruck zum Beschleunigen zur Verfügung stehen soll. Eine typische Fahrsituation, bei der zunächst Gas weggenommen und gleich danach wieder Gas gegeben wird, ist das Hochschalten von einem niedrigeren in einen höheren Getriebegang. Statt der Bildung des absoluten Betrags, können im Zusammenhang mit der Vorsteuerstufe 506 auch Verfahren vorgesehen werden, die die Fahrsituation cha­ rakterisieren und dementsprechen entscheiden, ob ein negativer Vor­ steuerwert PVor zugelassen wird oder nicht.

Durch die Vorsteuerstufe 506 wird zwar die zeitliche Änderung der angeforderten Kraftstoffmenge, die durch das Signal ME repräsentiert wird, berücksichtigt, nicht aber der absolute Wert der angeforderten Kraftstoffmenge. Deshalb wird der von der Vorsteuerstufe 506 aus­ gegebene Vorsteuerwert PVor im Verknüpfungspunkt 502 mit einem Be­ wertungsfaktor aus der Bewertungskennlinie 504 multipliziert. Da­ durch wird gewährleistet, daß beispielsweise bei einer Änderung der angeforderten Kraftstoffmenge ME von 80% auf 100% des Maximalwerts der Verknüpfungspunkt 500 mit einem anderen Wert beaufschlagt wird als bei einer Änderung von 10% auf 30%, obwohl die Vorsteuerstufe 506 in beiden Fällen den gleichen Vorsteuerwert PVor liefert.

Sämtliche in der Zeichnung dargestellten und in der Beschreibung näher erklärte Funktionsblöcke, wie beispielsweise die Additions­ punkte 201 und 204, die Vorzeichenstufe 204, die Korrekturstufen 206 und 210, die Schalter 308, 310, 312 und 314 usw. können durch hard­ ware oder software oder einer Kombination aus beidem realisiert sein. Die hardware-Realisierung kann in Analogtechnik oder Digital­ technik oder in einer Kombination dieser Techniken oder auf sonstige Weise ausgeführt sein. Wesentlich für die Erfindung ist das zur Sollwertermittlung eingesetzte Verfahren. Die Details der Reali­ sierung optimiert der Fachmann im Hinblick auf vorgegebene Rahmen­ bedingungen.

Die Signale, die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens verar­ beitet werden, z. B. für den Saugrohr- bzw. Ladedruck, für die Tem­ peratur der Ansaugluft, für die Drehzahl der Brennkraftmaschine usw., können durch Spannungspegel, durch Frequenzen, durch Digital­ werte usw. repräsentiert werden. Sollen verschiedene Signale mit­ einander verglichen oder verknüpft werden, so wird der Fachmann nötigenfalls die ihm geläufigen Verfahren einsetzten, um die Signale in eine Form umzuwandeln, die die gewünschte Operation zuläßt. Für diese Umwandlung können beispielsweise Analog/Digital-Wandler bzw. Digital/Analog-Wandler, Frequenz/Spannungswandler bzw. Span­ nungs/Frequenz-Wandler usw. eingesetzt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens können sowohl im Zusammenhang mit einer Saugrohr­ druckregelung über die Drosselklappe 106 als auch mit einer Lade­ druckregelung über den Verdichter 108 eingesetzt werden. Die Ein­ stellung des gewünschten Saugrohr- bzw. Ladedrucks kann entweder alleine über die Drosselklappe 107 oder alleine über den Verdichter 108 oder gemeinsam über Drosselklappe 107 und Verdichter 108 folgen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht folgende Kom­ bination im Zusammenhang mit der Beeinflussung des Saugrohr- bzw. Ladedrucks vor: Falls der durch das Signal P0 repräsentierte Soll­ wert großer als der oder gleich dem durch das Signal PAtm repräsen­ tierten Atmosphärendruck ist, wird der Ladedruck über den Verdichter 108 beeinflußt. Ist der durch das Signal P0 repräsentierte Sollwert dagegen kleiner als der durch das Signal PAtm repräsentierte Atmo­ sphärendruck, so wird der Saugrohrdruck über die Drosselklappe 106 beeinflußt.

Die Erfindung kann auch derart abgewandelt werden, daß damit Soll­ werte für die Luftmenge oder Luftmasse ermittelt werden können. In diesem Fall konnte aus dem Signal PAtm für den Atmosphärendruck unter Berücksichtigung der Temperatur TL der angesaugten bzw. ver­ dichteten Luft ein Luftmengen- oder Luftmassen-Signal ermittelt wer­ den. Dieses Luftmengen- oder Luftmassen-Signal würde in analoger Weise wie das Signal PAtm in die Sollwertbildung eingehen.

Der Verdichter 108 kann auf verschiedene Art und Weise beeinflußt werden. Eine Möglichkeit besteht darin, den Abgasstrom an der ihn antreibenden Turbine 116 zumindest teilweise vorbeizuleiten um so die Drehzahl des Verdichters 108 zu beeinflussen. Anstelle dieses Turboladers mit Bypass-Leitung kann auch ein Turbolader mit va­ riabler Geometrie eingesetzt werden, bei dem die Verdichterleistung durch Änderung der Geometrie beeinflußt wird.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung geht statt des Vor­ zeichens das Gesamtsignal dP für den. Differenzdruck in die Schalter­ steuerung 318 der Fig. 3 ein. Die in Fig. 2 dargestellte Vorzeichen­ stufe 204 kann dann entfallen.

Claims (13)

1. Verfahren zur Sollwertbildung für eine Saugrohr- und/oder Lade­ druckregelung einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, wobei

• - ein Signal (P0) für den Saugrohr- und/oder Ladedruck bereitge­ stellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
• - ein Differenzsignal (dp) aus dem bereitgestellten Signal (P0) und einem Signal (PAtm) für den Atmosphärendruck oder einem Signal (PRef) für einen Referenzdruck gebildet wird,
• - das Differenzsignal (dP) in Abhängigkeit von wenigstens einer Korrekturgröße und vom Differenzsignal (dP) korrigiert wird,
• - ein Signal (P) für den Druck-Sollwert des Saugrohr- und/oder Ladedrucks durch Addition des Signals (dP′) für den korrigierten Differenzdruck und des Signals (PAtm) für den Atmosphärendruck ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal (P) für den Druck-Sollwert nach wählbaren Kriterien und/oder ab­ hängig von Parametern beeinflußbar ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beein­ flussung des Signals (P) für den Druck-Sollwert durch Begrenzung nach oben und nach unten erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein un­ terer Grenzwert fest vorgegeben wird und ein oberer Grenzwert von einem Parameter Drehzahl (n) abhängt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Beeinflussung des Signals (P) für den Druck-Soll­ wert durch eine dynamische Vorsteuerung (210b) abhängig von wenig­ stens einem der Parameter Kühlmitteltemperatur (TKM) der Brennkraft­ maschine und angeforderte Kraftstoffmenge (ME) erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dyna­ mische Vorsteuerung aus einer Vorsteuerstufe (506) mit D-Charakter und einer Bewertungskennlinie (504) besteht, wobei

• - die Vorsteuerstufe (506) abhängig von der Kühlmitteltemperatur (TKM) der Brennkraftmaschine und der angeforderten Kraftstoffmenge (ME) ein Signal (PVor) entweder direkt oder nach Bildung des ab­ soluten Betrags ausgibt,
• - die Bewertungskennlinie (504) abhängig von der angeforderten Kraftstoffmenge (ME) einen Bewertungsfaktor ausgibt,
• - das Signal (PVor) der Vorsteuerstufe mit dem Bewertungsfaktor multipliziert wird und
• - das Ergebnis der Multiplikation dem Signal (P) für den Druck-Soll­ wert additiv überlagert wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Signal (P0) für den Saugrohr- und/oder Lade­ druck aus einer Kennlinie oder einem Kennfeld in Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine, insbeson­ dere angeforderte Kraftstoffmenge (ME) und Drehzahl (n), ermittelt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzsignal (dP) in Abhängigkeit vom Vorzeichen des Differenzsignals (dP) korrigiert wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Korrektur des Differenzsignals (dp) durch multiplikative, additive oder subtraktive Verknüpfung mit wenigstens einem Korrekturwert erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kor­ rekturwerte in Kennlinien in Abhängigkeit von den Korrekturgrößen abgelegt sind.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Korrekturgröße eine Kennlinie für ein positives und eine Kennlinie für ein negatives Signal (dP) des Differenzdrucks zur Verfügung stehen.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Korrekturgröße wenigstens eine der Großen Atmosphärendruck (PAtm), Temperatur der Ansaugluft (TL) und Tempera­ tur des Kühlmittels (TKM) der Brennkraftmaschine verwendet wird.

13. Vorrichtung zur Sollwertbildung für eine Saugrohr- und/oder Ladedruckregelung einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug mit

• - einem ersten Mittel zum Erfassen des Atmosphärendrucks (PAtm),
• - einem zweiten Mittel (200) zur Bereitstellung eines Signals (P0) für den Saugrohrdruck und/oder Ladedruck, dadurch gekennzeichnet, daß
• - ein drittes Mittel (201) vorhanden ist zur Bildung eines Diffe­ renzsignals (dP) aus dem bereitgestellten Signal (P0) und dem Signal (PAtm) für den Atmosphärendruck oder einem Signal (PRef) für einen Referenzdruck,
• - ein viertes Mittel (204) vorhanden ist zur Ausgabe wenigstens eines Signals in Abhängigkeit vom Differenzsignal (dP),
• - ein fünftes Mittel (206) vorhanden ist zur Korrektur des Diffe­ renzsignals (dP),
• - das fünfte Mittel (206) als Eingangssignale das Differenzsignal (dP), das Ausgangssignal des vierten Mittels (204) und wenigstens einen Korrekturwert erhält und als Ausgangssignal ein korrigiertes Differenzsignal (dP′) bereitstellt
• - ein sechstes Mittel (208) vorhanden ist, zur Ermittlung eines Signals (P) für den Druck-Sollwert aus dem korrigierten Differenz­ signal (dP′) und dem Signal (PAtm) für den Atmosphärendruck.