DE60203592T2

DE60203592T2 - Regeleinrichtung für Turbolader mit variabler Geometrie

Info

Publication number: DE60203592T2
Application number: DE60203592T
Authority: DE
Inventors: Shoshi 8 Hidaka
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2002-12-02
Publication date: 2005-09-15
Anticipated expiration: 2022-12-03
Also published as: DE60203592D1; JP2003201849A; US6725660B2; JP3873742B2; EP1323907B1; EP1323907A1; US20030121263A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für einen Turbolader mit variabler Geometrie, der in Fahrzeugmotoren o. ä. eingesetzt wird, und dabei insbesondere eine Steuervorrichtung für einen Turbolader mit variabler Geometrie von dem Typ, bei dem das Volumen durch eine Veränderung der Öffnung, d. h. der Fläche, der Düse im Turbineneinlass variiert wird.
Turbolader mit variabler Geometrie (im folgenden auch als "VGT" bezeichnet), bei denen die Öffnung der variablen Düse im Turbineneinlass gemäß den Betriebesbedingungen des Motors verändert wird, sind bereits bekannt. Für ein entsprechendes Einstellen der Düsenöffnung wird üblicherweise ein Verfahren eingesetzt, bei dem im Turbineneinlass montierte variable Düsenflügel geöffnet und geschlossen werden.
Bei einer solchen VGT-Steuerung unter Einsatz von Düsenflügeln wird der Winkel bzw. die Öffnung der Düsenflügel mit Hilfe eines Betätigers in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und der Motorlast gesteuert. Zudem wird für die eigentliche Steuerung die Düsenflügelöffnung oder der Druck der zugeführten Luft als SOLL-Wert eingestellt und dieser SOLL-Wert wird entsprechend dem Atmosphärendruck, der Temperatur der zugeführten Luft und der Wassertemperatur usw. korrigiert. Um eine Beschädigung des VGT aufgrund zu hoher Drehzahlen oder von Druckstößen zu vermeiden, wird zudem üblicherweise ein Grenzwert für den SOLL-Wert festgelegt.
In einem VGT lässt sich durch Verringerung der Düsenflügelöffnung die Geschwindigkeit der in die Turbine strömenden Abgase erhöhen. Dementsprechend wird bei einer Beschleunigung des Motors und des Turboladers aus einem Zustand mit niedriger Drehzahl beim Starten des Fahrzeugs o. ä. die Steuerung derart durchgeführt, dass sich die Öffnung der Düsenflügel verringert und so durch eine geringe Abgasströmung ein möglichst hoher Druck an der Kompressorauslass-Seite erzeugt wird. Andererseits wird bei hoher Motordrehzahl und einer großen Abgasstrommenge die Steuerung derart durchgeführt, dass sich der Düsenflügel-Öffnungsgrad erhöht; auf diese Weise kann eine große Abgasenergiemenge in effizienter Weise an die Turbine geleitet werden.
Bei einer solchen VGT-Steuerung wird üblicherweise ein geschlossener Regelkreis hergestellt, bei dem ein SOLL-Wert im wesentlichen mit Hilfe eines Verzeichnisses entsprechend den Motorbetriebsbedingungen bestimmt wird und eine Rückkopplung des IST-Werts erfolgt. Insbesondere in Übergangphasen, etwa beim Beschleunigen oder Abbremsen, wird ein separater SOLL-Wert unabhängig vom Basisverzeichnis eingestellt oder die Steuerung mit einem Wert durchgeführt, der durch Addieren eines getrennt berechneten Korrekturwerts zu dem als SOLL-Wert dienenenden Wert des Basisverzeichnisses ermittelt wurde.
So erfolgt beispielsweise die Steuerung während der Beschleunigung in der folgenden Weise. In Fällen, bei denen der Motor sich in einem Leerlaufzustand oder einem Zustand gleichmäßigen Betriebs bei niedriger Drehzahl und geringer Last vor einer Beschleunigung befindet, befinden sich die Düsenflügel üblicherweise zur Reduzierung des Abgaswiderstands in einem 'vollständig geöffneten' Zustand. Zudem kann der Öffnungsgrad der Düsenflügel auch aufgrund von Erfordernissen auf der AGR-Steuerseite variiert werden. Erfolgt ein Umschalten aus diesem Zustand in einen Beschleunigungs-Betriebszustand, so wird der Öffnungsgrad der Ventilflügel derart gesteuert, dass sich die Öffnung verringert, da hier in einem Zustand, in dem der tatsächliche Druck der zugeführten Luft niedrig ist, plötzlich ein höherer SOLL-Wert für den Zuführluftdruck eingestellt wird. Dies führt dazu, dass sich die Strömungsgeschwindigkeit der Abgase in die Turbine in herkömmlicher Weise erhöht, so dass auch die Drehzahl des Turboladers abrupt ansteigt, wodurch wiederum ein sofortiger Anstieg des Zuführluftdrucks erfolgt und so das Auftreten eines Turboloches verhindert wird.
Zudem wird bei einer Beschleunigung auch die Kraftstoffmenge erhöht. Wird allerdings allein die Kraftstoffmenge abrupt erhöht, so führt dies (im Falle eines Dieselmotors) zu einer Erhöhung der Rauchmenge; dementsprechend wird für die Kraftstoffeinspritzmenge selbst ein Grenzwert festgelegt, der bewirkt, dass die Kraftstoffeinspritzmenge der tatsächlich erzielten Luftzufuhrmenge angemessen ist. Um die Beschleunigungseigenschaften (speziell während des Anfahrens des Fahrzeugs) zu verbessern, muss also die Erhöhung des Zuführluftdrucks soweit möglich beschleunigt werden, damit eine große Zuführluftmenge möglichst schnell an den Motor gelangt und es so möglich wird, die eingespritzte Kraftstoffmenge zu erhöhen.
Da allerdings direkt nach der Beschleunigung die Drehzahl des Turboladers noch niedrig ist, führt ein sofortiges Verringern der Düsenflügelöffnung zu einem Abgaswiderstand, durch den der Anstieg der Motordrehzahl beeinträchtigt werden kann, was eher zu einer Verzögerung im Anstieg des Kompressorauslassdrucks (Luftzuführdrucks) führen kann. Herkömmlicherweise wird daher ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem das System derart gesteuert wird, dass der Öffnungsgrad der Düsenflügel direkt nach dem Beginn der Beschleunigung vorübergehend auf einen Wert erhöht wird, der über dem Basis-SOLL-Vert liegt, oder die Düsenflügel vorübergehend in einem geöffneten Zustand gehalten werden, wodurch der Abgaswiderstand sinkt, woraufhin das System derart gesteuert wird, dass sich der Öffnungsgrad entsprechend dem Verzeichnis verringert, wodurch sich das Turboloch reduzieren lässt (siehe japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2001-173448).
Dagegen wird beispielsweise die Steuerung beim Abbremsen in der folgenden Weise durchgeführt. Herkömmlicherweise wird dann, wenn das Gaspedal aus einem bestimmten Betriebszustand in den Ausgangszustand zurückkehrt, die benötigte Kraftstoffeinspritzmenge reduziert und die Motordrehzahl fällt; gleichzeitig wird (bei Dieselmotoren ohne Drosselventil) die Zuführluftmenge verringert. In einem VGT wird der SOLL-Wert mit Hilfe eines Verzeichnisses berechnet, wobei die Motordrehzahl und die Motorlast als Eingabewerte dienen. Dementsprechend wird das System so gesteuert, dass die Düsenflügel nach und nach geöffnet werden, während die Motordrehzahl sinkt, wodurch die Drehzahl der Turbine ebenfalls sinkt. Wenn allerdings eine Geschwindigkeitsverringerung durch abruptes Loslassen des Gaspedals während Beschleunigungsbedingungen nahe der durch die Kompressoreigenschaften bestimmten Stoßgrenze erfolgt, so entsteht im Kompressor ein Zustand, bei dem die Zuführluftmenge trotz eines hohen Drucks auf der Auslass-Seite gering ist, so dass ein Stoßphänomen auftritt, weil die Drehzahl des Turboladers sich bereits auf einen bestimmten Betrag erhöht hat und auf grund der Trägheit nicht abnehmen, d. h. schlagartig fallen, kann. Durch dieses Stoßphänomen wird ein unnormales Geräusch im Kompressor und der Luftzuführleitung erzeugt und in Bereichen mit hohem Druckverhältnis kann der Kompressor selbst beschädigt werden. Dementsprechend wurden auch im Hinblick auf die Probleme bei einer derartigen abrupten Geschwindigkeitsverringerung Verfahren vorgeschlagen, bei denen ein Stoßphänomen durch ein zeitweiliges Öffnen der Ventilflügel des VGT oder ein zeitweiliges Offenhalten der Flügel gleich nach der Geschwindigkeitsverringerung unterdrückt und so eine Verringerung der Turbinendrehzahl unterstützt wird, was eine Verringerung des Drucks an der Kompressorauslass-Seite hervorruft (siehe japanische Patentveröffentlichung Nr. H6-72545 und die japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer H10-77856).
In Fällen, bei denen es entweder zu einer abrupten Beschleunigung oder Geschwindigkeitsverringerung kommt, ist es daher sinnvoll, bei der Steuerung des Düsenflügel-Öffnungsgrades vorrübergehend einen Korrekturwert zum Steuerwert im Basisverzeichnis zu addieren oder die Düsenflügelöffnung unabhängig vom Basisverzeichnis fetzulegen. Wenn allerdings versucht wird, ein zeitweises Öffnen der gerade beschriebenen Art beispielsweise allein auf der Basis des ermittelten Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitsverringerungswerts durchzuführen, d. h. allein aufgrund der Veränderung des Umfangs, in dem das Gaspedal während einer bestimmten Zeiteinheit herabgedrückt wird, so kommt es zu den im folgenden erwähnten Problemen.

(1) In Fällen, in denen eine Beschleunigung kurze Zeit nach einer auf eine ursprüngliche Beschleunigung folgenden vorrübergehenden Geschwindigkeitsreduzierung erneut einsetzt, ist die Drehzahl des Turboladers selbst ausreichend hoch, so dass keine Notwendigkeit für ein zeitweises Öffnen der Düsenflügel besteht (es kommt zu keiner Verschlechterung des Abgaswiderstands). Trotzdem erfolgt eine solche zeitweise Öffnung, wodurch Abgasenergie unnötig vergeudet wird.
(2) Wird die beschriebene Steuerung eingesetzt, so werden die Düsenflügel auch dann abrupt geöffnet, wenn eine Beschleunigung aus einem Zustand heraus er folgt, in dem die Düsenflügel offen sind, etwa im Leerlauf o. ä. (nachdem die Düsenflügel vorrübergehend geschlossen wurden, bewegen sie sich entsprechend dem Anstieg der Motordrehzahl in die Öffnungsrichtung) und es kommt zu einer abrupten Geschwindigkeitsverringerung an einem Zwischenpunkt dieser Beschleunigung in einem Zustand, in dem die Drehzahl des Turboladers noch nicht in einem nennenswerten Umfang zugenommen hat. In Fällen, in denen es nicht zu nachteiligen Folgen, wie etwa plötzlich auftretenden Stoßphänomenen o. ä., kommt, ist es wünschenswert, die Drehzahl des Turboladers auf einem hohem Niveau zu halten, um das Ansprechen während der Beschleunigung zu optimieren. Werden allerdings die Düsenflügel aufgrund einer abrupten Geschwindigkeitsreduzierung in herkömmlicher Weise geöffnet, so erfolgt wiederum in der bereits beschriebenen Weise eine Verschwendung der Energie in den ausströmenden Abgasen.

Dementsprechend liegen der vorliegenden Erfindung die genannten Probleme zugrunde, wobei es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die Verschwendung von Energie von auströmenden Abgasen während einer Übergangsoperation, beispielsweise einer Beschleunigung, Geschwindigkeitsverringerung o. ä. zu verhindern.
Gemäß Anspruch 1 besteht die Erfindung in einer Steuereinrichtung für einen in einem Motor vorgesehenen Turbolader mit variabler Geometrie, der mit Düsenöffnungseinstellmitteln zum Einstellen der Düsenöffnung im Turbineneinlass ausgestattet ist, wobei die Steuereinrichtung die folgenden Bestandteile enthält: Erfassungsmittel zum Erfassen der Drehzahl und der Motorlast des genannten Motors sowie des Drucks zumindest an der Kompressorauslass-Seite des genannten Turboladers; Basisöffnungssollwert-Berechnungsmittel zum Berechnen des Basisöffnungssollwerts der Düse auf der Grundlage der erfassten Werte für die Drehzahl und die Motorlast, Laständerungsbetrag-Berechnungsmittel zur Berechnung des Grades der Motorlaständerung pro festgelegter Zeiteinheit auf der Grundlage des erfassten Motorlastwerts, Druckverhältnis-Berechnungsmittel zur Berechnung des Druckverhältnisses zwischen der Kompressorauslass- und der Kompressoreinlass-Seite auf der Grundlage des zumindest für den Druck an der Kompressorauslass-Seite erfassten Wertes, Korrekturfaktor-Berechnungsmittel zur Berechnung des Korrekturfaktors auf der Grundlage des erfassten Werts für die Motordrehzahl und das Druckverhältnis, Berechnungsmittel für den Änderungsgrad der korrigierten Last, die den Grad der Änderung der Last nach erfolgter Korrektur auf der Grundlage des Korrekturfaktors und des Motorlast-Änderungsgrades berechnen, Düsenöffnungs-Korrekturwert-Berechnungsmittel zur Berechnung des Düsenöffnungs-Korrekturwerts auf der Grundlage des Grades der Laständerung nach erfolgter Korrektur, Endöffnungssollwert-Berechnungsmittel zur Berechnung des Endöffnungssollwerts der Düse auf der Grundlage des Basisöffnungssollwerts und des Düsenöffnungskorrekturwerts und Betätigungsmittel, die die Düsenöffnungseinstellmittel derart betätigen, dass die tatsächliche Öffnung der Düse dem Endöffnungssollwert entspricht.
Die Erfindung gemäß Anspruch 2 entspricht der Erfindung gemäß Anspruch 1, wobei als Berechnungsmittel für den Grad der korrigierten Laständerung Mittel eingesetzt werden, die diesen Laständerungsbetrag nach Korrektur durch Multiplikation des Motorlaständerungsbetrags mit dem Korrekturfaktor berechnen, wobei der durch die Korrekturfaktor-Berechnungsmittel berechnete Korrekturfaktor so eingestellt wird, dass sich dieser Korrekturfaktor bei sich verkleinerndem Erfassungswert für die Motordrehzahl oder das Druckverhältnis von einem Wert kleiner 1 auf einen Wert größer 1 ändert.
Die Erfindung nach Anspruch 3 entspricht der Erfindung nach Anspruch 2, wobei der durch die Korrekturfaktor-Berechnungsmittel berechnete Korrekturfaktor ein Wert ungleich null ist, wenn der erfasste Wert für die Motordrehzahl sowie der erfasste Wert für das Druckverhältnis jeweils kleiner oder gleich einem vorgegebenen Wert ist, während der Korrekturfaktor andernfalls null beträgt.
Die Erfindung nach Anspruch 4 entspricht der Erfindung nach Anspruch 1, wobei Mittel zur Durchführung einer Filter-Datenverarbeitung vorgesehen sind, die unter Einsatz einer vorgegebenen Übertragungsfunktion auf der Grundlage des Änderungsumfangs der Motorlast eine Filter-Datenverarbeitung durchführen und nach dieser Filter-Datenverarbeitung den Laständerungsbetrag berechnen, und wobei die Düsenöffnungskorrekturwert-Berechnungsmittel den Korrekturwert für die Düsenöffnung auf der Grundlage dieses Laständerungsbetrags nach der Filter-Datenverarbeitung berechnen.
Die Erfindung nach Anspruch 5 entspricht der Erfindung nach Anspruch 4, wobei die Übertragungsfunktion eine Zeitkonstante ist, die vorab auf der Grundlage der Motordrehzahl festgelegt wird.
Die Erfindung nach Anspruch 6 entspricht der Erfindung nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Übertragungsfunktion eine Übertragungsfunktion eines Verzögerungselements erster Ordnung ist.
Die Erfindung nach Anspruch 7 entspricht der Erfindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Endöffnunassollwert-Berechnungsmittel den Endöffnungssollwert berechnen, indem sie den Öffnungskorrekturwert mit dem Basisöffnungssollwert addieren.
Im folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beispielhaft beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
1 ein Systemdiagramm des erfindungsgemäßen Motors;
2a bis 2c Zeitdiagramme zur Darstellung einer Übersicht über die Korrektur der Düsenflügelöffnung;
3 ein Verzeichnis für die Berechnung des Basisöffnungssollwerts der Düsenflügel;
4a bis 4e Zeitdiagramme zur Darstellung der Veränderung verschiedener Werte bei der Korrekturfaktorberechnungs-Datenverarbeitung;
5 ein Blockdiagramm, das sich auf die Datenverarbeitung bei der Korrekturfaktorberechnung bezieht;
6 ein Korrekturfaktorberechnungsverzeichnis;
7a und 7b Zeitkonstantenberechnungsverzeichnisse;
8 ein Öffnungskorrekturwertberechnungsverzeichnis;
9 ein Kompressoreigenschaftsverzeichnis;
10 ein Ablaufdiagramm, das sich auf die Datenverarbeitung bei der Korrekturfaktorberechnung bezieht.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.
1 zeigt eine Gesamtansicht eines Motors, der mit der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist. Bei dem Motor gemäß diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Kraftfahrzeugdieselmotor und dabei im einzelnen um einen Dieselmotor vom Common-Rail-Typ, der mit einer Common-Rail-Kraftstoffeinspritzvorrichtung ausgestattet ist.
Der Hauptteil des Motors ist mit 1 gekennzeichnet und besteht aus einem Zylinder 2, einem Zylinderkopf 3, einem Kolben 4, einem Einlasskanal 5, einem Auslasskanal 6, einem Einlassventil 7, einem Auslassventil 8, einem Einspritzer 9 (der als Kraftstoffeinspritzventil dient) usw. Im Zylinder 2 ist eine Verbrennungskammer 10 ausgebildet, wobei von der Einspritzpumpe 9 Kraftstoff in die Verbrennungskammer 10 eingespritzt wird. Im obersten Bereich des Kolbens 4 ist ein Hohlraum 11 ausgebildet, wobei dieser Hohlraum 11 einen Abschnitt der Verbrennungskammer 10 bildet. Der Einspritzer 9 ist im wesentlichen koaxial zum Zylinder 2 angeordnet und spritzt gleichzeitig Kraftstoff in einem radialen Muster aus einer Vielzahl von Einspritzlöchern ein. Der Einlasskanal 5 ist mit einer Einlassleitung 12 verbunden, während der Auslasskanal 6 mit einer Auslassleitung 13 verbunden ist. Der Einlasskanal 5 und die Einlassleitung 12 bilden einen Einlassdurchlass, während der Auslasskanal 6 und die Auslassleitung 13 einen Auslassdurchlass bilden.
Zudem ist in diesem Motor ein Turbolader 14 mit variabler Geometrie installiert, durch den die Energie in den Abgasen zum Laden der Einlassluft verwendet wird. 15 bezeichnet eine Turbine und 16 einen Kompressor. Zur Einstellung der Öffnung (d. h. der Fläche) der Düse des Turbineneinlasses ist eine Vielzahl variabler Düsenflügel 35 (von denen in den Figuren nur einer gezeigt ist) im Turbineneinlass derart angeordnet, dass sich diese Düsenflügel 35 verschwenken lassen; zudem ist ein Flügelbetätiger 36 vorgesehen, der dazu eingesetzt wird, die Düsenflügel 35 zu öffnen und zu schließen. Aufgrund der Schwenkbewegungen der Düsenflügel 35 können diese jede gewünschte Stellung zwischen einer vollständig geöffneten (maximaler Öffnungsgrad) und einer vollständig geschlossenen Position (minimaler Öffnungsgrad) einnehmen. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich beim Betätiger 36 um einen elektrischen Betätiger unter Einsatz eines Elektromotors; allerdings könnte auch (beispielsweise) ein mechanischer Betätigertyp (eine Blende oder ähnliches) unter Verwendung des Unterdrucks der zugeführten Luft oder auch ein hydraulischer Betätigertyp o. ä. eingesetzt werden.
An der stromaufwärtsgelegenen Seite des Kompressors 16 sind Zuführluftströmungs-Erfassungsmittel zum Erfassen der in den Einlassdurchlass gelangenden Zuführluft-Strömungsmenge vorgesehen. Im vorliegenden Fall bestehen die Zuführluftströmungs-Erfassungsmittel aus einem Luftmassensensor 17, der zur Erfassung der zugeführten Luftmasse dient. An der stromaufwärtsgelegenen Seite des Luftmassensensors 17 ist ein Luftfilter 28 angeordnet. An der stromabwärtsgelegenen Seite des Kompressors 16 befindet sich ein Sensor, der zur Erfassung des Drucks an der Auslass-Seite des Kompressors dient, d. h. ein Zuführluftdrucksensor 37. Zudem wäre es auch möglich, zusätzlich einen Sensor zur Erfassung des Drucks an der Einlass-Seite des Kompressors vorzusehen, obwohl hierauf beim vorliegenden Ausführungsbeispiel verzichtet wurde. Ein derartiger Sensor könnte beispielsweise aus einem Sensor bestehen, der den Innendruck des Einlassdurchlasses an der stromaufwärtsgelegenen Seite des Kompressors misst, bzw. aus einem Sensor, der zur Atmosphäre hin offen ist und den Atmosphärendruck misst etc. Ein zum Kühlen der Einlassluft dienender Zwischenkühler 18 ist auf der stromabwärtsgelegenen Seite des Einlassluftdrucksensors 37 angeordnet.
Der Motor ist zusätzlich mit einer AGR-Vorrichtung 19 ausgestattet. Die AGR-Vorrichtung 19 umfasst eine AGR-Leitung 20, die als AGR-Durchlass eine Verbindung zwischen der Einlassleitung 12 und der Abgasleitung 13 herstellt, ein AGR-Ventil 21, das an einem Zwischenpunkt der AGR-Leitung angebracht ist und dazu eingesetzt wird, die AGR-Menge einzustellen, und einen AGR-Kühler 22, der das AGR-Gas an der stromaufwärtsgelegenen Seite des AGR-Ventils 21 kühlt.
Der Einspritzer 9 ist mit einem Common-Rail 24 verbunden, wobei Kraftstoff unter hohem Druck (20 bis 200 MPa), der dem in diesem Common-Rail 24 gespeicherten Einspritzdruck entspricht, ständig dem Einspritzer 9 zugeführt wird. Durch eine Hochdruckpumpe 25 wird dem Common-Rail 24 ständig unter Druck Kraftstoff zugeführt.
Eine elektronische Steuereinheit 26 (die im folgenden "ECU" genannt wird) dient zur elektronischen Steuerung dieses Motors. Die ECU 26 erfasst die tatsächlichen Betriebsbedingungen des Motors mit Hilfe verschiedener Sensoren und steuert den Einspritzer 9, das AGR-Ventil 21, den Flügel-Betätiger 36 und ein (in der Zeichnung nicht dargestelltes) Dosierventil, das die Menge des von der Hochdruckpumpe 25 unter Druck dem Common-Rail 24 zugeführten Kraftstoffs auf der Grundlage dieser Motobetriebsbedingungen reguliert. Neben dem Luftmassensensor 17 und dem Zuführluftdrucksensor 37 umfassen die Sensoren einen Gaspedalöffnungssensor, einen Motordrehzahlsensor und einen Common-Rail-Drucksensor (wobei keines dieser Elemente in der Zeichnung dargestellt ist), und das System ist derart angeordnet, dass die tatsächliche Menge an zugeführter Luft, der Druck an der Auslass-Seite des Kompressors, die Gaspedalöffnung, die Motordrehzahl (genauer gesagt, die UpM des Motors), der Kurbelwinkel des Motors, der Common-Rail-Druck etc. durch die ECU 26 erfasst werden.
Der Einspritzer 9 umfasst einen elektromagnetischen Solenoid, der durch die ECU 26 ein- und ausgeschaltet wird. Ist der elektromagnetische Solenoid eingeschaltet, so befindet sich der Einspritzer 9 in einem offenen Zustand und Kraftstoff wird eingespritzt; ist der elektromagnetische Solenoid ausgeschaltet, so befindet sich der Einspritzer 9 in einem geschlossenen Zustand und die Kraftstoffeinspritzung wird eingestellt. Die ECU 26 legt die SOLL-Kraftstoffeinspritzmenge und die SOLL-Kraftstoffeinspritzzeitsteuerung aufgrund der tatsächlichen Drehzahl des Motors und aufgrund der Gaspedalöffnung fest, und bewirkt das eigentliche Einschalten des elektromagnetischen Solenoids mit dieser Zeitsteuerung für einen Zeitraum, der der SOLL-Kraftstoffeinspritzmenge angemessen ist. Mit einer Erhöhung der SOLL-Kraftstoffeinspritzmenge erhöht sich auch die Einschaltzeit in entsprechender Weise.
Zudem bestimmt die ECU 26 den SOLL-Common-Rail-Druck entsprechend den Betriebsbedingungen des Motors und führt eine derartige Feedback-Steuerung des Common-Rail-Drucks durch, dass sich der tatsächliche Common-Rail-Druck dem SOLL-Common-Rail-Druck annähert.
Im folgenden wird die Steuervorrichtung des Turboladers 14 mit variabler Geometrie beim vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben.
Beim Turbolader 14 handelt es sich um einen Turbolader mit variabler Geometrie, dessen Volumen sich durch Einstellung der Öffnung der Düse des Turbineneinlasses verändern lässt. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind Düsenflügel 35 als entsprechende Düsenöffnungseinstellmittel vorgesehen. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine derartige Ausgestaltung beschränkt; es wäre vielmehr auch möglich, die Düsenöffnung mit Hilfe eines anderen Verfahrens einzustellen.
Die Steuerung der Öffnung der Düsenflügel erfolgt im wesentlichen über festgelegte Zeitintervalle hinweg entsprechend dem in 3 dargestellten Basis-Öffnungs-SOLL-Wert-Berechnungsverzeichnis M1, das vorab in der ECU 26 gespeichert wird. Dieses Verzeichnis M1 wird vorab experimentell festgelegt, indem eine tatsächliche Vorrichtung so eingesetzt wird, dass sich der optimale Basis-Öffnungs-Soll-Wert VNt0 für die Düsenflügel 35 aus der Motordrehzahl Ne und der SOLL-Kraftstoffeinspritzmenge Qt bestimmen lässt. Die ECU 26 berechnet die SOLL-Kraftstoffeinspritzmenge Qt aus der durch den Motordrehzahlsensor ermittelten tatsächlichen Motordrehzahl Ne und dem durch den Gaspedalöffnungssensor ermittelten tatsächlichen Öffnungswert Ac des Gaspedals; die ECU 26 berechnet zudem den Basisöffnungs-Soll-Wert gemäß dem in 3 gezeigten Verzeichnis aus der Motordrehzahl Ne und dem Sollwert für die Kraftstoffeinspritzmenge Qt. Die Öffnung der Düsenflügel vergrößert sich (zur Öffnungsseite hin), wenn sich der Basisöffnungs-Soll-Wert Vnt0 erhöht.
In diesem Verzeichnis M1 wird der Basisöffnungs-Soll-Wert VNt0 derart festgelegt, dass die Öffnung der Düsenflügel im schraffierten Bereich A einen minimalen Wert (vollständig geschlossen) aufweist, wobei auch die Motordrehzahl Ne und die SOLL-Kraftstoffeinspritzmenge Qt minimale Werte aufweisen, und dass sich die Öffnung der Düsenflügel vergrößert, wenn sich die Motordrehzahl Ne oder die SOLL-Kraftstoffeinspritzmenge Qt von diesem Bereich A aus erhöht, wobei die Öffnung im Bereich B einen Maximalerwert (vollständig geöffnet) erreicht.
Darüber hinaus handelt es sich bei der SOLL-Kraftstoffeinspritzmenge Qt um einen Ersatzwert für den Motorlastwert. Die Öffnung Ac des Gaspedals kann ebenfalls als ein solcher Ersatzwert herangezogen werden. Zudem kann auch das notwendige Drehmoment, das einen Anforderungswert auf seiten Fahrzeugs darstellt, als Ersatzwert dienen. Dementsprechend lässt sich der Begriff "Motorlast" jeweils durch die Begriffe "(Soll-)Kraftstoffeinspritzmenge", "Gaspedalöffnung" bzw. "notwendiges Drehmoment" ersetzen. Zudem bezieht sich der Begriff "notwendiges Drehmoment" im allgemeinen auf einen Wert, der als Motordrehmoment-Steuerparameter dient, das bei Fahrzeugen, bei denen die Bremssteuerung des Fahrzeugs mit Hilfe eines Antiblockierbremssystems, Antischlupf-Regelungssystems o. ä. erfolgt, von einer zur Fahrzeugsteuerung dienenden Steuerung an die zur Motorsteuerung dienende Steuerung (die der ECU 26 im vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht) ausgegeben wird.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Steuerung der Düsenflügelöffnung hiervon unabhängig gemäß eines gesonderten Verzeichnisses o. ä. auf der Grundlage von Anforderungen auf Seiten der AGR-Steuerung während der Leerlaufoperation des Motors durchgeführt. Das System ist so ausgelegt, dass die AGR-Menge in ausreichendem Umfang aufrechterhalten werden kann, indem die Öffnung der Düsenflügel derart verringert wird, dass ein Druckunterschied zwischen der stromaufwärts und der stromabwärts gelegenen Seite des AGR-Durchlasses 20 auftritt. Zudem wird die Öffnung der Düsenflügel so gesteuert, dass hierdurch eine besonders geeignete AGR-Menge erreicht wird.
Geht man davon aus, dass die Steuerung der Düsenflügelöffnung allein durch die oben genannten Mittel erzielt wird, dann führt beispielsweise ein Herabdrücken des Gaspedals dazu, dass ein Umschalten aus einem Zustand, in dem es sich bei der Düsenflügelöffnung um eine durch die AGR-Seite während des Leerlaufs benötigte, festgelegte Öffnung handelt, in einen Beschleunigungszustand erfolgt, so führt dies zu einem Zustand mit niedriger Motordrehzahl Ne und zu einer Erhöhung der Soll-Kraftstoffeinspritzmenge Qt. Dementsprechend berechnet sich der minimale Basisöffnungs-Sollwert VNt0 entsprechend dem in 3 gezeigten Verzeichnis M1, während gleichzeitig der Flügelbetätiger 36 so gesteuert wird, dass die tatsächliche Öffnung der Düsenflügel der minimalen Öffnung entspricht. Dies führt dazu, dass Abgas mit einer hohen Strömungsgeschwindigkeit in die Turbine 15 geblasen wird, wodurch die Turboladerdrehzahl abrupt ansteigt, wobei sich auch der Luftdruck der zugeführten Luft schnell erhöht und so ein Turboloch vermieden wird.
Während einer Übergangsoperation des Motors, etwa einer Beschleunigung oder Geschwindigkeitsverringerung, wird die im folgenden erläuterte Korrektur der Düsenflügelöffnung durchgeführt.
Die 2a bis 2c zeigen eine Übersicht über die Korrektursteuerung während einer entsprechenden Übergangsoperation. 2a zeigt dabei die Veränderung des aus dem Verzeichnis M1 gewonnenen Basisöffnungs-Sollwerts Vnt0 (d. h. der Basisöffnung der Düsenflügel), 2b die Veränderung des Düsenflügelöffnungskor rekturwerts VNta (d. h. den Umfang der Korrektur der Düsenflügelöffnung) und 2c die Veränderung des Endöffnungs-Sollwerts VNt (d. h. der endgültigen Öffnung der Düsenventile). Der Endöffnungs-Sollwert VNt ist die Summe aus dem Basisöffnungs-Sollwert VNt0 und dem Öffnungskorrekturwert VNta. Während der Übergangsperiode C ist der Öffnungskorrekturwert VNta null, so dass keine nennenswerte Korrektur durchgeführt wird. Hingegen handelt es sich bei dem Öffnungskorrekturwert Vnta im Fall der Übergangsperiode D um einen positiven Wert, so dass eine Korrektur derart erfolgt, dass sich die Flügelöffnung vergrößert. Die Tatsache, dass somit je nach Übergangszustand entweder eine Korrektur durchgeführt wird oder nicht, stellt ein charakteristisches Merkmal der vorliegenden Erfindung dar.
9 zeigt ein Eigenschaftsverzeichnis für den Kompressor 16 des Turboladers 14 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wobei dieses Verzeichnis experimentell unter Verwendung einer tatsächlichen Vorrichtung erstellt wurde. Die horizontale Achse gibt die Zuführluftstrommenge Qa an; diese entspricht der durch den Luftmassensensor 17 ermittelten Menge an einströmender Zuführluft (Frischluftmenge). Die vertikale Achse zeigt das Druckverhältnis P2/P1 zwischen der Auslass- und der Einlass-Seite des Kompressors 16 an. Dabei handelt es sich um das Verhältnis des durch den Enlassluftdrucksensor 37 ermittelten Drucks P2 an der Auslass-Seite des Kompressors zu dem als Festwert eingestellten und in der ECU 26 vorab gespeicherten Druck P1 an der Einlass-Seite des Kompressors. Im übrigen handelt es sich bei dem Druck P1 an der Einlass-Seite des Kompressors um einen Wert, der dem Atmosphärendruck entspricht. In Fällen, in denen ein Sensor vorgesehen ist, der tatsächlich den Druck an der Einlass-Seite des Kompressors misst, kann dieser tatsächlich gemessene Wert Verwendung finden.
SG zeigt die Stossgrenze an; wenn der Betriebszustand des Kompressors in den Bereich links dieser Grenze (d. h. in den Stossbereich) gerät, so kommt es zum Auftreten eines unerwünschten Stossphänomens. Der Grund hierfür liegt im einzelnen darin, dass im Stossbereich der den Kompressor passierende Strom kleiner als die durch die Drehzahl des Flügelrads vorgegebene minimal erlaubte Strömungsmenge ist, so das der Druck an der Auslass-Seite des Kompressors den Druck an der Einlass-Seite übersteigt. Dies führt zum Auftreten eines Rückströmungsphänomens, wodurch das Flügelrad heftigen Schwingungen unterworfen ist. Zudem wird ein Stoßgeräusch erzeugt und im schlimmsten Fall kann es zu einer Beschädigung des Flügelrades kommen. Es ist daher wünschenswert, die Steuerung so durchzuführen, dass ein Eintritt in den Stossbereich soweit als möglich verhindert wird.
Die Linie RMAX stellt die Obergrenze der Drehung dar. Gelangt man in den Bereich oberhalb dieser Linie, so wird die Drehbewegung des Kompressors exzessiv und es kommt zu Problemen hinsichtlich seiner Lebensdauer. Dementsprechend wird die Drehbewegung mit Hilfe einer in der Zeichnung nicht dargestellten Vorrichtung zur Verhinderung einer exzessiven Drehbewegung (z. B. einer Abgasbypassvorrichtung o. ä.) unterdrückt. Bei den entsprechenden, durch gestrichelte Linien angedeuteten Zahlenwerten handelt es sich um UpM-Werte des Motors. Die jeweiligen Ellipsen EF sind Kompressoreffizienzdiagramme, wobei die Effizienz zur Mitte hin ansteigt. Darüber hinaus zeigt die durchgezogene Linie VN die Kompressoroperationsspur an, die den durch die Steuerung der Düsenflügelöffnung zu erreichenden SOLL-Wert angibt. Im einzelnen erfolgt die Steuerung der Düsenflügelöffnung derart, dass der Betriebszustand des Kompressors stets dieser VN-Spur folgt. Die VN-Spur führt nahe an der Stossgrenze SG vorbei und befindet sich an einer etwas von der Drehungs-Obergrenzlinie RMAX auf der Seite des niedrigen Druckverhältnisses entfernten Position.
Befindet sich der Kompressor beispielsweise in dem durch (1) angezeigten Betriebszustand während einer Beschleunigung oder einer Hochlastoperation des Motors, so tritt ein Stossphänomen auf, wenn es durch ein Abbremsen zu einem Wechsel in den durch (2) auf der linken Seite der Stossgrenze SG angezeigten Betriebszustand kommt, was somit nicht wünschenswert ist. In einem solchen Fall ist es daher eine Steuerung der Düsenflügelöffnung sinnvoll, bei der die Düsenflügel vorübergehend geöffnet werden (oder für eine bestimmte Zeit geöffnet bleiben). Im einzelnen wird während einer Beschleunigung oder Hochlastoperation des Motors die Düsenflügelöffnung verringert, während die Drehzahl der Turbine relativ hoch ist. Dementsprechend kommt es auch auf der Kompressorseite zu Luftzuführstrom- und Druckverhältnisbedingungen, bei denen kein Stossphänomen auftritt. Wird das Gaspedal in dieser Situation abrupt in seine Ausgangslage zurückbewegt, wodurch der Motor in einen Geschwindigkeitsverringerungszustand gerät, so tritt ein Zustand ein, in dem die Drehzahl aufgrund der Trägheit auf seiten der Turbine nicht abfallen kann, wodurch trotz der Tatsache, dass die Kraftstoffeinspritzmenge verringert wurde und die Drehzahl und Luftzuführmenge auf der Motorseite abrupt sinken, eine hohe Drehzahl beibehalten wird. Dementsprechend erhält man auch einen Zustand mit geringer Luftzuführmenge und hohem Druck auf der Kompressorseite, wodurch das System abrupt in den Stossbereich eintritt. Wird also eine Steueraktion durchgeführt, bei der die Düsenflügelöffnung direkt nach einer Geschwindigkeitsreduzierung zeitweise vergrößert wird, so kommt es zu einer abrupten Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit der auf die Turbine einwirkenden Abgase, wodurch ein Zustand eintritt, der einer Einwirkung einer Bremskraft auf die Turbine entspricht, und es wird somit möglich, eine abrupte Verringerung der Drehzahlen von Turbine und Kompressor zu erzielen. Dies führt dazu, dass sich das Kompressordruckverhältnis verringern lässt, so dass das Auftreten eines Stossphänomens verhindert werden kann.
Wenn allerdings ein Umschalten aus dem durch (1)' angedeuteten Betriebszustand, der weiter rechts von der Stossgrenze SG angesiedelt ist, in den durch (2)' angedeuteten Betriebszustand erfolgt, der näher an der Stossgrenze SG liegt, so tritt das Problem eines Stossphänomens nicht auf, da der durch (2)' angedeutete Betriebszustand rechts der Stossgrenze SG liegt. Dementsprechend besteht auch keine Notwendigkeit, eine Steueraktion durchzuführen, bei der die Düsenflügel vorrübergehend geöffnet werden. Da die Steuerung zur vorübergehenden Öffnung der Düsenflügel allerdings bei der herkömmlichen Steuerung allgemein entsprechend dem Umfang der Veränderung der Gaspedalöffnung o. ä. durchgeführt wird, erfolgt hier eine entsprechende Steuerung auch im vorliegenden Fall. Dabei können in verschwenderischer Weise Abgase ausströmen, so dass keine effektive Nutzung dieser Energie erzielt wird; da es zu einem Abfall der mühsam erhöhten Turbinendrehzahl kommt, wird zudem Zeit benötigt, um die Turbinendrehzahl bei einer nachfolgenden erneuten Beschleunigung wieder zu erhöhen, so dass ein Turboloch auftritt.
Ein ähnliches Problem tritt auch bei der Beschleunigung auf. In einem Zustand, in dem die Turbinendrehzahl auf einen bestimmten Wert angestiegen ist, d. h. in einem Zustand, in dem der Motor nicht mehr im Leerlauf, mit geringer Drehzahl oder in einem stabilen Niedriglast-Operationszustand arbeitet, nachdem das Fahrzeug in Bewegung gesetzt wurde, führt eine abrupte Betätigung des Gaspedals zur Herbeiführung eines Beschleunigungszustands dazu, dass die Öffnung der Düsenflügel bei der herkömmlichen Steuerung vorübergehend in gleichmäßiger Weise vergrößert wird. In diesem Fall wurden jedoch die Motordrehzahl und der Turbineneinlassdruck bereits direkt vor der Beschleunigung in einem gewissen Grad erhöht; dementsprechend stellt die Wirkung des Abgaswiderstands hier selbst dann kein Problem dar, wenn die Öffnung der Düsenflügel verringert wird. Dementsprechend hat eine Steueraktion, bei der die Düsenflügel vorrübergehend geöffnet werden, eine entgegengesetzte Wirkung, und es kommt ebenfalls zu einem verschwenderischen Entweichen von Abgasenergie. In diesem Fall ist es vielmehr wünschenswert, die Öffnung der Düsenflügel derart zu steuern, dass sich diese verringert und sich somit der Anstieg der Turbinendrehzahl beschleunigt.
Die vorliegende Erfindung basiert auf einem solchen Konzept; kurz gesagt, wird hier die Frage, ob es nötig ist, eine Steueraktion der oben genannten Art durchzuführen, bei der die Düsenflügel vorübergehend geöffnet werden, auf der Basis der Betriebsbedingungen während Übergangsoperationen des Motors beantwortet. In Fällen, bei denen eine solche Steueraktion nicht notwendig ist, wird eine entsprechende Steueraktion nicht durchgeführt. Dies führt dazu, dass das verschwenderische Ausströmen bzw. Ablassen von Abgasenergie verhindert wird.
Es folgt eine detailliertere Beschreibung. Wie sich den 2a bis 2c entnehmen lässt, wird bei dieser Steuerung der Endöffnungs-Sollwert VNt durch Addition des Öffnungskorrekturwerts VNta mit dem Basisöffnungs-Sollwert Vnt0 berechnet. Im einzelnen wird dabei für die Berechnung des Öffnungskorrekturwerts VNta eine bestimmte Grenze für die Korrektur der Öffnung der Düsenflügel festgelegt, indem der Wert von VNta auf null oder auf einen Wert gesetzt wird, der entsprechend den Übergangsbetriebsbedingungen auf der Seite eines erhöhten Öffnungsgrades liegt.
Zuerst wird nun unter Bezugnahme auf das in 10 gezeigte Ablaufdiagramm eine Übersicht über das entsprechende Steuerverfahren beschrieben. Die Ablauf wird hier mit einer festgelegten Zeitsteuerung durch die ECU 26 durchgeführt.
Zuerst werden die erfassten Werte für die tatsächliche Gaspedalöffnung Ac, die Motordrehzahl Ne und für den Kompressor-Auslass-Seiten-Druck (Luftzuführdruck) P2 sowie die für die Motorsteuerseite berechnete Soll-Kraftstoffeinspritzmenge Qt eingelesen (Schritt 101). Sofern hier der tatsächliche Druck P1 auf der Einlass-Seite des Kompressors erfasst wird, wird auch dieser Wert eingelesen. Daraufhin wird auf der Grundlage der Motordrehzahl Ne und der Soll-Kraftstoffeinspritzmenge Qt der Basisöffnungssollwert VNt0 entsprechend dem in 3 gezeigten Basisöffnungssollwertberechnungsverzeichnis M1 berechnet (Schritt 102). Daraufhin wird der Abweichungsgrad ΔAc der Gaspedalöffnung pro festgelegter Zeiteinheit und, in Steuerbegriffen, der Differentialwert der Gaspedalöffnung Ac berechnet (Schritt 103), wobei dieser Wert durch Subtraktion der vorhergehenden Gaspedalöffnung Ac(n – 1) aus der gegenwärtigen Gaspedalöffnung Ac(n) ermittelt wird. Sodann wird das Druckverhältnis P2/P1 berechnet (Schritt 104). Bei P1 handelt es sich um einen Festwert, der vorab in der ECU 26 abgespeichert wurde; allerdings kann auch ein erfasster Wert eingesetzt werden, wenn eine solche Werterfassung erfolgt.
Sodann wird der Korrekturfaktor GVN auf der Grundlage der Motordrehzahl Ne und des Druckverhältnisses P2/P1 entsprechend dem in 6 gezeigten Korrekturfaktorberechnungsverzeichnis M2 berechnet (Schritt 105), woraufhin der Abweichungsgrad ΔAc1 der Gaspedalöffnung nach Korrektur auf der Grundlage des bereits berechneten Abweichungsgrades ΔAc der Gaspedalöffnung sowie des Korrekturfaktors GVN berechnet wird (Schritt 106). Bei dem Abweichungsgrad ΔAc1 der Gaspedalöffnung nach Korrektur handelt es sich um einen Wert, der durch Multiplikation des Abweichungsgrades ΔAc der Gaspedalöffnung mit dem Korrekturfaktor GVN berechnet wird. Daraufhin wird die Zeitkonstante T auf der Grundlage der Motordrehzahl Ne entsprechend dem in 7 gezeigten Zeitkonstantenberechnungsverzeichnis M3 berechnet (Schritt 107). Es folgt eine (später erläuterte) Filterdatenverarbeitung auf der Grundlage des Abweichungsgrades ΔAc1 der Gaspedalöffnung nach Korrektur sowie eine Berechnung des Abweichungsgrades ΔAc2 der Gaspedalöffnung nach dieser Filterdatenverarbeitung (Schritt 108). Der Abweichungsgrad ΔAc2 der Gaspedalöffnung nach der Filterdatenverarbeitung wird gemäß einer festgelegten Übertragungsfunktion unter Einsatz der Zeitkonstante T berechnet.
Daraufhin wird der Öffnungskorrekturwert VNta der Düsenflügel auf der Grundlage des Abweichungsgrades ΔAc2 der Gaspedalöffnung nach Korrektur gemäß dem in 8 gezeigten Düsenflügelöffnungskorrekturwertberechnungsverzeichnis M4 berechnet (Schritt 109). Es folgt die Berechnung des Endöffnungssollwerts VNt der Düsenflügel durch Addition dieses Öffnungskorrekturwerts VNta mit dem Basisöffnungssollwert VNt0 (Schritt 110). Der Ablauf ist hiermit beendet und ein dem Endöffnungssollwert VNt entsprechendes Signal wird an den Flügelbetätiger 36 gesandt, was dazu führt, dass die tatsächliche Öffnung der Düsenflügel 35 so gesteuert wird, dass die Öffnung dem Endöffnungssollwert VNt entspricht.
Die Abschnitte der beschriebenen Datenverarbeitung, die sich auf die Berechnung des Korrekturfaktors beziehen (Schritte 103 bis 109) sind auch im Blockdiagramm gemäß 5 dargestellt. Für die Beschleunigung und Geschwindigkeitsreduzierung sind zwei unterschiedliche Korrekturfaktorberechnungsverzeichnisse M2 und Zeitkonstantenberechnungsverzeichnisse M3 vorhanden, wobei je nachdem, ob es sich bei dem Übergangszustand um eine Beschleunigung oder eine Geschwindigkeitsreduzierung handelt, das eine oder das andere dieser Verzeichnis Verwendung findet. Um zu beurteilen, ob es sich um eine Beschleunigung oder Geschwindigkeitsreduzierung handelt, werden Fälle, bei denen der Abweichungsgrad ΔAc der Gaspedalöffnung größer ist als null, als Beschleunigung und Fälle, bei denen der Abweichungsgrad ΔAc der Gaspedalöffnung kleiner ist als null, als Geschwindigkeitsreduzierung gewertet. Die Berechnung des Abweichungsgrades ΔAc der Gaspedalöffnung (Schritt 103) wird durch einen Differenzierer 41 vorgenommen, während die Berechnung des Abweichungsgrades ΔAc1 der Gaspedal öffnung nach Korrektur (Schritt 106) von einem Multiplizierer 42 durchgeführt wird. Zudem erfolgt die Berechnung des Abweichungsgrades ΔAc2 der Gaspedalöffnung nach der Filterdatenverarbeitung (Schritt 108) durch einen Rechner 43. Der Differenzierer 41, der Multiplizierer 42 und der Rechner 43 sind in der ECU 26 installiert.
Bei den 4a bis 4e handelt es sich um Zeitdiagramme, die die Veränderung jeweiliger Werte während der Korrekturfaktor-Berechnungsdatenverarbeitung zeigen. Zunächst wird dabei ein in 4a dargestellter Fall untersucht, bei dem die Öffnung Ac des Gaspedals ausgehend von einem Null-Zustand aufgrund der Bedienung des Gaspedals durch den Fahrer erhöht (Beschleunigung) und sodann wieder auf null reduziert wird (Geschwindigkeitsreduzierung), nachdem über einen bestimmten Zeitraum hinweg ein bestimmter Öffnungsgrad beibehalten wurde. Wie sich der Zeichnung entnehmen lässt, ist dabei die Reduzierungsrate der Öffnung Ac des Gaspedals größer als die Beschleunigungsrate.
Wird die Gaspedalöffnung Ac für jeweilige Zeiteinheiten differenziert, so erhält man den Abweichungsgrad ΔAc der Gaspedalöffnung gemäß 4b. Die entsprechende Datenverarbeitung wird in dem in 10 dargestellten Schritt 103 durch den in 5 dargestellten Differenzierer 41 durchgeführt. Im übrigen wird bei herkömmlichen Verfahren die Korrektur allein dann durchgeführt, wenn der Absolutwert dieses Abweichungsgrad ΔAc der Gaspedalöffnung einen spezifizierten Wert übersteigt.
Wenn nun der in 4b gezeigte Abweichungsgrad ΔAc der Gaspedalöffnung mit der Korrekturfaktor GVN multipliziert wird, erhält man den in 4c dargestellten Abweichungsgrad ΔAc1 der Gaspedalöffnung nach Korrektur. Diese Datenverarbeitung erfolgt in dem in 10 dargestellten Schritt 106 durch den in 5 gezeigten Multiplizierer 42. Ein charakteristisches Merkmal ist dabei, dass der Absolutwert des Spitzenwertes der bei einer Beschleunigung auftretenden Wellenform sinkt, während sich der Absolutwert des Spitzenwertes bei der einer Geschwindigkeitsverringerung entsprechenden Wellenform erhöht. Zudem bleibt das Zeitverhältnis der jeweiligen Wellenformen beim Übergang von 4b zu 4c gleich.
Die Gründe dafür, dass die Absolutwerte der genannten Spitzenwerte ansteigen bzw. abfallen, werden im folgenden erläutert. Das in 6 gezeigte Verzeichnis M2 wird in Verbindung mit dem in 9 gezeigten Kompressor-Eigenschaftsverzeichnis erstellt; in diesem Verzeichnis M2 wird für den Korrekturfaktor GVN ein Wert ungleich null eingestellt, wenn die Motordrehzahl Ne in einem Bereich liegt, in dem (Leerlaufdrehzahl Nei) ≤ Ne ≤ (spezifizierter Schwellenwert Nes) gilt, und wenn das Druckverhältnis P2/P1 in einem Bereich liegt, in dem P2/P1 ≤ (spezifizierter Schwellenwert (P2/P1)s) (hierbei handelt es sich um den sogenannten effektiven Bereich) gilt, wobei in allen anderen Bereichen (die als ineffektive Bereiche bezeichnet werden) der Korrekturfaktor GVN auf null gesetzt wird. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt die Leerlaufdrehzahl Nei bei etwa 500 (UpM), während der Motordrehzahl-Schwellenwert Nes bei etwa 2000 (UpM) liegt und es sich, wie sich 9 entnehmen lässt, bei dem Druckverhältnis-Schwellenwert (P2/P1)s um einen Wert handelt, den man erhält, wenn das Motordrehzahlliniendiagramm beim Schwellenwert Nes die Soll-Kompressoroperationsspur VN schneidet.
Zudem wird der Wert für den Korrekturfaktor GVN im effektiven Bereich des Verzeichnisses M2 so eingestellt, dass sich der Korrekturfaktor GVN von einem Wert über 1 zu einem Wert unter 1 verändert, wenn die Motordrehzahl Ne oder das Druckverhältnis P2/P1 sinkt. Bei dem in der Zeichnung gezeigten Beispiel wird entsprechend der Motordrehzahl Ne und dem Druckverhältnis P2/P1 ein hoher, mittlerer oder niedriger Wert eingestellt, wobei beispielsweise der hohe Wert 1,3, der mittlere Wert 1,0 und der niedrige Wert 0,7 beträgt. Die Eigenschaften der genannten Verzeichnisse sind für die Beschleunigung und die Geschwindigkeitsverringerung gleich. Allein die Vorgaben für die numerischen Werte unterscheiden sich geringfügig.
Die Einstellungen dieser Verzeichnisse basieren auf dem folgenden Ansatz: Wie sich aus einem Vergleich des in 6 gezeigten Verzeichnisses M2 mit dem Eigenschaftsverzeichnis in 9 entnehmen lässt, umfasst der effektive Bereich die Stossgrenze SG und das diese umgebende Gebiet. Da ein Stossphänomen bei spielsweise während einer Geschwindigkeitsverringerung auftritt, bei der sich die Operationsbedingungen in der in (1) -> (2) gezeigten Weise verändern, ist es zudem in diesem Fall notwendig, eine Steueraktion durchzuführen, bei der die Düsenflügel zeitweilig geöffnet werden. Anders ausgedrückt, ist die jeweilige Position der Operationsbedingungen im Eigenschaftsverzeichnis gemäß 9 während einer Übergangsoperation von Bedeutung. Wenn die momentane Motordrehzahl Ne und das Druckverhältnis P2/P1 bekannt sind, so kann die Position im Eigenschaftsverzeichnis gemäß 9 derart spezifiziert werden, dass sich feststellen lässt, wie nahe diese Position der Stossgrenze SG kommt. Wenn sich nun diese Position zur linken Seite der Stossgrenze SG hin bewegt, ist es somit sinnvoll, den Korrekturfaktor derart zu erhöhen, dass die Düsenflügelöffnung in Öffnungsrichtung korrigiert wird. Aus diesem Grund wird im effektiven Bereich des in 6 gezeigten Verzeichnisses ein großer Korrekturfaktorwert GVN eingestellt, wenn die Drehzahl oder das Druckverhältnis sinkt. Hingegen ist es bei Positionen, die von der Stossgrenze SG entfernt sind, ratsam, den Korrekturfaktor zu verringern oder auf null zu stellen, so dass die Düsenflügel so weit als möglich geschlossen werden, wodurch eine effektive Nutzung der Abgasenergie erzielt wird. Aus diesem Grund wird ein niedriger Korrekturfaktorwert GVN im effektivern Bereich des in 6 gezeigten Verzeichnisses eingestellt, wenn eine hohe Drehzahl oder ein hohes Druckverhältnis vorliegen, während im ineffektiven Bereich ein Korrekturfaktorwert GVN von null eingestellt wird.
Hingegen wird der Abgaswiderstand bei der Beschleunigung zum Problem, wenn der Motor sich im Leerlauf oder einem stabilen Operationszustand mit geringer Drehzahl befindet, d. h. wenn die Motordrehzahl Ne und das Druckverhältnis P2/P1 niedrig sind. Dementsprechend ist eine Steueraktion, bei der die Düsenflügel vorübergehend geöffnet werden, im Falle einer Beschleunigung aus einem Leerlaufzustand oder einem stabilen Betriebszustand mit geringer Drehzahl sinnvoll, während es im Falle einer Beschleunigung aus einem anderen Zustand heraus ratsam ist, auf eine derartige Steueraktion, bei der die Düsenflügel zeitweilig geöffnet werden, zu verzichten, und einen Zustand herzustellen, bei dem die Düsenflügelöffnung so weit wie möglich geschlossen ist. Aus diesem Grund wird der Korrekturfaktor GVN, wie beschrieben, gemäß dem Verzeichnis in 6 eingestellt.
Wie sich wiederum aus den 4a bis 4e entnehmen lässt, liegt der Grund dafür, dass der Absolutwert des Spitzenwerts während der Beschleunigung im Übergang von 4b zu 4c sinkt, darin, dass ein kleiner Korrekturfaktor GVN (= 0,7) im Verzeichnis gemäß 6 gewählt wird. Hingegen liegt der Grund für das Ansteigen des Absolutwerts des Spitzenwertes während der Geschwindigkeitsverringerung darin, dass in diesem Fall ein großer Korrekturfaktor GVN (= 1,3) im Verzeichnis gemäß 6 gewählt wird. Somit wird der Absolutwert des Abweichungsgrades ΔAc der Gaspedalöffnung gemäß der Position im Kompressoreigenschaftsverzeichnis während der Übergangsoperation verstärkt und erhöht oder verringert bzw. auf null gesetzt. Wird der Wert auf null gesetzt, so erfolgt keine Korrektur, worauf später noch näher eingegangen wird.
Daraufhin erhält man, wie in 4d gezeigt, den Abweichungsgrad ΔAc2 der Gaspedalöffnung nach der Filterdatenverarbeitung, indem eine Filterdatenverarbeitung des in 4c gezeigten Abweichungsgrades ΔAc1 der Gaspedalöffnung nach Korrektur durchgeführt wird. Diese Datenverarbeitung erfolgt in dem in 10 gezeigten Schritt 108 durch den in 5 gezeigten Kalkulator 43. Ein charakteristisches Merkmal besteht hierbei darin, dass die Wellenform derart abgestumpft wird, dass der Absolutwert des Spitzenwertes sowohl bei der Beschleunigung als auch während der Geschwindigkeitsverringerung sinkt und der Abweichungsgrad ΔAc2 der Gaspedalöffnung nach der Filterdatenverarbeitung, der das Ausgangssignal bildet, hinsichtlich der Zeitsteuerung gegenüber dem als Eingangssignal dienenden Abweichungsgrad ΔAc1 der Gaspedalöffnung nach Korrektur derart verzögert wird, dass die Ausgangssignalzeit des ersten Wertes länger ist als die Eingangssignalzeit des zweiten Wertes.
Im folgenden wird genauer erläutert, worin die Filterdatenverarbeitung im vorliegenden Fall besteht. Bei dieser Datenverarbeitung wird die Übertragungsfunktion eines Verzögerungselement ersten Grades, d. h. F(s) = k/(sT + 1) eingesetzt. Die Übertragungsfunktion F(s) erhält man, indem man eine bestimmte Zeitfunktion ei ner Laplace-Transformation unterzieht. Bei k handelt es sich um eine Konstante, wobei beim vorliegenden Ausführungsbeispiel gilt k = 1. T ist eine Zeitkonstante, die dem in 7 dargestellten Verzeichnis M3 entnommen wird.
Da es sich bei dem als Eingangwert dienenden Abweichungsgrad ΔAc1 der Gaspedalöffnung nach Korrektur um eine Zeitfunktion handelt, lässt sich dieser Wert zunächst als ΔAc1 = u(t) ausdrücken. Sodann wird u(t) einer Laplace-Transformation unterzogen und so in U(s) umgewandelt und dieser Wert U(s) wird mit F(s) multipliziert, wodurch man den Ausgabewert Y(s) erhält. Bei y(t), das man erhält, wenn man den Ausgabewert Y(s) einer inversen Laplace-Transformation unterzieht, handelt es sich schließlich um den Abweichungsgrad ΔAc2 der Gaspedalöffnung nach der Filterdatenverarbeitung.
Wie sich den 7a und 7b entnehmen lässt, wird die Zeitkonstante T auf einen positiven Wert ungleich null gesetzt, wenn die Motordrehzahl Ne in einem Bereich liegt, in dem gilt (Leerlaufdrehzahl Nei) ≤ Ne ≤ (Schwellenwert Nes), während sie in allen anderen Bereichen auf den Wert null gesetzt wird. Zudem werden die optimalen Werte für die Beschleunigung und die Geschwindigkeit getrennt eingestellt, wie sich dies den 7a bzw. 7b entnehmen lässt. Indem der Wert dieser Zeitkonstante T in geeigneter Weise eingestellt wird, ist es möglich, die Ausgangsverzögerungszeit und die Ausgangszeitlänge des Abweichungsgrades ΔAc2 der Gaspedalöffnung nach der Filterdatenbearbeitung auf optimale Werte einzustellen.
Daraufhin wird der in 4e gezeigte Düsenflügelöffnungskorrekturwert VNta auf der Grundlage des Abweichungsgrades ΔAc2 der Gaspedalöffnung nach der in 4d gezeigten Filterdatenverarbeitung gemäß dem in 8 gezeigten Düsenflügelöffnungskorrekturwert-Berechnungsverzeichnis M4 berechnet. Diese Datenverarbeitung erfolgt im Schritt 109 in 10.
Wie sich 8 entnehmen lässt, zeigt die horizontale Achse des Düsenflügelöffnungskorrekturwertberechnungsverzeichnisses M4 den Abweichungsgrad ΔAc2 der Gaspedalöffnung nach der Filterdatenverarbeitung an, während die vertikale Achse den Düsenflügelöffnungskorrekturwert VNta angibt. Zudem liegt in einem Bereich, in dem ΔAc2 zwischen null und den spezifizierten Werten auf der +Seite (Beschleunigungsseite) und der –Seite (Geschwindigkeitsverringerungsseite), d. h. im Bereich von x3 < ΔAc2 < x1 variiert, der Öffnungskorrekturwert VNta bei null. Außerdem gilt x3 < 0, x1 > 0, und die Absolutwerte von x3 und x1 können gleich oder unterschiedlich sein. Auf der Beschleunigungsseite steigt der Öffnungskorrekturwert VNta in die +Richtung (Öffnungsrichtung) im Bereich x1 ≤ ΔAc2 ≤ x2 mit einer großen Anstiegsrate an, wenn ΔAc2 ansteigt, und im Bereich von x2 < ΔAc2 steigt der Öffnungskorrekturwert VNta in +Richtung (Öffnungsrichtung) mit einer kleinen Anstiegsrate an, wenn sich ΔAc2 erhöht. Auf der Geschwindigkeitsverringerungsseite weist der Öffnungskorrekturwert VNta einen Festwert auf der +Seite auf, wenn ΔAc2 ≤ x3. Somit erfolgt die Düsenflügelöffnungskorrektur im Falle einer Übergangsoperation nur in die Öffnungsrichtung.
Gemäß diesem Verzeichnis M4 hat die Wellenform auf der Beschleunigungsseite in 4d noch nicht den positiven Schwellenwert x1 erreicht; dementsprechend ist der Öffnungskorrekturwert VNta null, wie sich dies 4e entnehmen lässt, und es wird keine Korrektur durchgeführt. Andererseits hat etwa die Hälfte des oberen Teils der Wellenform auf der in 4d gezeigten Geschwindigkeitsbegrenzungsseite den negativen Schwellenwert x3 überschritten. Dementsprechend gilt der in 4e gezeigte positive Korrekturwert VNta nur für die Zeit, während der dieser Schwellenwert überschritten wird, wobei dann eine Korrektur erfolgt.
Der so berechnete Öffnungskorrekturwert VNta wird zu dem Basisöffnungssollwert VNt0 addiert; hierdurch wird der Endöffnungssollwert VNt der Düsenflügel bestimmt und die tatsächliche Öffnung der Düsenflügel derart gesteuert, das die Öffnung diesem Wert entspricht. Bei dem in den 4a bis 4e gezeigten Beispiel wird eine Steueraktion durchgeführt, bei der die Düsenflügel vorrübergehend geöffnet werden.
Im übrigen handelt es sich bei dem Basisverzeichnis, das den Flügelöffnungskorrekturwert festlegt, um das in 8 gezeigte Düsenflügelöffnungkorrekturwertberechnungsverzeichnis M4. Bei dem hierbei verwendeten Eingabewert handelt es sich ursprünglich um den Abweichungsgrad ΔAc der Gaspedalöffnung; bei dieser Steuerung wird allerdings ein Wert, bei dem der Abweichungsgrad ΔAc der Gaspedalöffnung durch Multiplizieren dieses Abweichungsgrades ΔAc der Gaspedalöffnung mit dem Korrekturfaktor GVN (Schritt 106 in 10) und Durchführung einer Filterdatenbearbeitung (Schritt 108 in 10) korrigiert wurde, als Eingabewert verwendet. Dies führt dazu, dass eine sogenannte Eingabebegrenzung erfolgt. Zudem ist der Öffnungskorrekturwert VNta auch dann gleich null und es wird keine Korrektur durchgeführt, wenn eine Eingabe vorhanden ist (d. h. in Fällen, in denen die Eingabe nicht gleich null ist), sofern der Absolutwert des Eingabewertes unter einem spezifizierten Wert liegt (der dem Bereich x3 < ΔAc2 < x1 entspricht). Anders ausgedrückt, ist ein Grenzwert für die Ausgabe vorhanden. Während ein Ansatz, bei dem die Ausgabe begrenzt wird, dem Ansatz bei herkömmlichen Verfahren entspricht, liegt das charakteristische Merkmal der vorliegenden Erfindung hingegen in der Begrenzung der Eingabe.
Im Hinblick auf diese Begrenzung der Eingabe handelt es sich hier um eine Anordnung, bei der eine Korrektur (oder Änderung) des Eingangswerts unabhängig von der Multiplikation mit dem Korrekturfaktor GVN oder der Filterverarbeitung erfolgt. Dementsprechend sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel Modifikationen denkbar, bei denen entweder beide Korrekturen oder nur eine dieser Korrekturen durchgeführt werden. Zudem ist auch eine Modifikation denkbar, bei der die beiden Korrekturen in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden.
Darüber hinaus handelt es sich in Fällen, in denen nur die Multiplikation mit dem Korrekturfaktor GVN erfolgt, bei dem Abweichungsgrad ΔAc1 der Gaspedalöffnung nach Korrektur, der durch Multiplikation des Abweichungsgrades ΔAc der Gaspedalöffnung mit dem Korrekturfaktor GVN berechnet wurde, um den Eingabewert (Wert auf der horizontalen Achse) für das Basisverzeichnis M4. Im übrigen erfolgt in Fällen, in denen nur die Filterdatenverarbeitung durchgeführt wird, diese Filterdatenverarbeitung direkt für den Abweichungsgrad ΔAc der Gaspedalöffnung. In Fällen, in denen die beiden Korrekturen in umgekehrter Reihenfolge ablaufen, ist der Eingabewert für die Filterdatenverarbeitung der Abweichungsgrad ΔAc der Gaspedalöffnung, während der Abweichungsgrad ΔAc2 der Gaspedalöff nung nach Filterdatenverarbeitung, der den Ausgangswert der Filterdatenverarbeitung darstellt, der Multiplikation mit dem Korrekturfaktor GVN unterzogen wird; daraufhin wird der Abweichungsgrad ΔAc1 der Gaspedalöffnung nach Korrektur, der durch diese Multiplikation gewonnen wird, als Eingabewert (Wert auf der Horizontalachse) für das Basisverzeichnis M4 herangezogen.
Da das Verzeichnis M2 in 6, das zur Bestimmung des Korrekturfaktors GVN herangezogen wird, im Hinblick auf das in 9 gezeigte Kompressoreigenschaftsverzeichnis erstellt wurde, erhält man einen Korrekturfaktor GVN (und somit einen Abweichungsgrad ΔAc1 der Gaspedalöffnung nach Korrektur), der den Betriebsbedingungen sowohl bei einer Beschleunigung als auch bei einer Geschwindigkeitsreduzierung entspricht, so dass durch die genannte Multiplikation mit diesem Korrekturfaktor GVN eine optimale Flügelöffnungskorrektur für Übergangsoperationen durchgeführt werden kann. Im einzelnen wird die Größe des Eingangswerts im Hinblick auf das Verzeichnis M4 erheblich erhöht, wenn die Bedingungen eine Korrektur erforderlich machen, während dann, wenn die Bedingungen keine Korrektur erforderlich machen, der Eingangswert reduziert oder auf null gesetzt wird. Es lässt sich also eine optimale Korrektur durchführen, die den momentanen Betriebsbedingungen entspricht.
Im übrigen lässt sich insbesondere die Zeitlänge des Eingangswerts für das Basisverzeichnis M4 durch die Filterverarbeitung einstellen. Hierdurch kann in Fällen, in denen die Bedingungen eine Korrektur erforderlich machen, eine längere Korrekturzeit einstellen, während die Korrekturzeit in Fällen, in denen die Bedingungen eine Korrektur nicht erforderlich machen, reduziert werden kann. Dementsprechend lässt sich in der bereits beschriebenen Weise eine optimale Korrektur durchführen, die den momentanen Betriebsbedingungen entspricht.
Somit wird bei der vorliegenden Erfindung in Fällen, in denen eine Übergangsoperation des Motors, wie etwa eine Beschleunigung, Geschwindigkeitsverringerung etc. erfolgt, die Düsenflügelöffnung nicht einheitlich korrigiert, wenn der Abweichungsgrad der Motorlast einen Festwert übersteigt, wie dies bei herkömmlichen Verfahren der Fall ist; vielmehr wird der Abweichungsgrad in einen Wert umge wandelt, der die tatsächlichen Betriebsbedingungen wiederspiegelt, und auf der Grundlage dieses Wertes wird sodann eine Korrektur vorgenommen oder auch nicht. Dementsprechend erfolgt keine generelle zeitweise Vergrößerung der Düsenflügelöffnung während einer Übergangsoperation, wodurch wiederum ein unnötiges Öffnen der Düsenflügel vermieden und so ein verschwenderisches Ausströmen von Abgasenergie verhindert wird. Dies hat zur Folge, dass der Turbolader weit effektiver eingesetzt werden kann als bei herkömmlichen Verfahren.
Zudem sind verschiedene Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung möglicht. So wurde beispielsweise beim vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Verzögerungsübertragungsfunktion erster Ordnung für die Filterverarbeitung eingesetzt; allerdings wäre es auch möglich, hierfür (beispielsweise) eine Verzögerungs-Übertragungsfunktion mit einer Verzögerung zweiter Ordnung o. ä. einzusetzen. In einem solchen Fall wäre es beispielsweise auch möglich, das Quadrat oder eine höhere Potenz der Zeitkonstante T zu verwenden, hiervon mehrere Zeitkonstanten T als Auswahlwerte einzusetzen und die übrigen Zeitkonstanten T als Festwerte zu verwenden. Zudem wurde beim vorliegenden Ausführungsbeispiel bei der Berechnung des Korrekturfaktors dieser Korrekturfaktor aus der Motordrehzahl und dem Druckverhältnis berechnet. Allerdings kann bei Verwendung des in 9 gezeigten Eigenschaftsverzeichnisses die Position in diesem Eigenschaftsverzeichnis festgelegt werden, wenn zwei der drei Werte Zuführluftmenge, Druckverhältnis bzw. Motordrehzahl bestimmt sind. Dementsprechend wäre es auch möglich, den Korrekturfaktor mit Hilfe der Zuführluftmenge festzulegen. Die vorliegende Erfindung kann nicht nur bei Dieselmotoren zum Einsatz kommen, sondern auch bei anderen Motoren, etwa Benzinmotoren o. ä.
Kurz gesagt, weist die vorliegende Erfindung folgende Verbesserung auf: Das verschwenderische Abströmen von Abgasenergie aufgrund eines unnötigen Öffnens der Düsenflügel lässt sich verhindern, so dass eine viel effizientere Nutzung des Turboladers möglich ist.

Claims

Steuereinrichtung für einen in einem Motor vorgesehenen Turbolader mit variabler Geometrie, der mit Düsenöffnungseinstellmitteln zum Einstellen der Düsenöffnung im Turbineneinlass ausgestattet ist, wobei die Steuereinrichtung die folgenden Bestandteile enthält: Erfassungsmittel zum Erfassen der Drehzahl und der Motorlast des Motors sowie des Drucks zumindest an der Kompressorauslass-Seite des Turboladers; Basisöffnungssollwert-Berechnungsmittel zum Berechnen des Basisöffnungssollwerts der Düse auf der Grundlage der erfassten Werte für die Drehzahl und die Last des Motors; Laständerungsbetrag-Berechnungsmittel zur Berechnung des Grades der Motorlaständerung pro festgelegter Zeiteinheit auf der Grundlage des erfassten Motorlastwerts; Druckverhältnis-Berechnungsmittel zur Berechnung des Druckverhältnisses zwischen der Kompressorauslass- und der Kompressoreinlass-Seite auf der Grundlage des zumindest für den Druck an der Kompressorauslass-Seite erfassten Wertes; Korrekturfaktor-Berechnungsmittel zur Berechnung des Korrekturfaktors auf der Grundlage des erfassten Werts für die Motordrehzahl und das Druckverhältnis; Berechnungsmittel für den Änderungsgrad der korrigierten Last, die den Grad der Änderung der Last nach erfolgter Korrektur auf der Grundlage des Korrekturfaktors und des Motorlast-Änderungsgrades berechnen; Düsenöffnungs-Korrekturwert-Berechnungsmittel zur Berechnung des Düsenöffnungs-Korrekturwerts auf der Grundlage des Grades der Laständerung nach erfolgter Korrektur; Endöffnungssollwert-Berechnungsmittel zur Berechnung des Endöffnungssollwerts der Düse auf der Grundlage des Basisöffnungssollwerts und des Düsenöffnungskorrekturwerts; und Betätigungsmittel, die die Düsenöffnungseinstellmittel derart betätigen, dass die tatsächliche Öffnung der Düse dem Endöffnungssollwert entspricht.
Steuereinrichtung für einen Turbolader mit variabler Geometrie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Berechnungsmittel für den Grad der Änderung der korrigierten Last Mittel eingesetzt werden, die den Laständerungsbetrag berechnen, nachdem eine Korrektur vorgenommen wurde, indem sie den Motorlaständerungsbetrag mit dem Korrekturfaktor multiplizieren, wobei der durch die Korrekturfaktor-Berechnungsmittel berechnete Korrekturfaktor so eingestellt wird, dass sich der Korrekturfaktor bei sich verkleinerndem Erfassungswert für Motordrehzahl und Druckverhältnis von einem Wert kleiner 1 auf einen Wert größer 1 ändert.
Steuereinrichtung für einen Turbolader mit variabler Geometrie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der durch die Korrekturanfaktor-Berechnungsmittel berechnete Korrekturfaktor ein Wert ungleich null ist, wenn der erfasste Wert für die Motordrehzahl kleiner oder gleich einem vorgegebenen Wert und das Druckverhältnis kleiner oder gleich einem vorgegebenen Wert ist, während der Korrekturfaktor andernfalls null beträgt.
Steuereinrichtung für einen Turbolader mit variabler Geometrie nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel zur Durchführung einer Filter-Datenverarbeitung, die unter Einsatz einer vorgegebenen Übertragungsfunktion auf der Grundlage des Änderungsumfangs der Motorlast eine Filter-Datenverarbeitung durchführen und nach der Filter-Datenverarbeitung den Laständerungsbetrag berechnen; wobei die Düsenöffnungskorrekturwert-Berechnungsmittel den Korrekturwert für die Düsenöffnung auf der Grundlage des Laständerungsbetrags nach der Filter-Datenverarbeitung berechnen.
Steuereinrichtung für einen Turbolader mit variabler Geometrie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsfunktion eine Zeitkonstante ist, die vorab auf der Grundlage der Motordrehzahl festgelegt wird.
Steuereinrichtung für einen Turbolader mit variabler Geometrie nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsfunktion eine Übertragungsfunktion eines Verzögerungselements erster Ordnung ist.
Steuereinrichtung für einen Turbolader mit variabler Geometrie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Endöffnungssollwert-Berechnungsmittel den Endöffnungssollwert berechnen, indem sie den Öffnungskorrekturwert mit dem Basisöffnungssollwert addieren.