WO2006103202A1 - VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM ERMITTELN EINER ERSATZGRÖßE FÜR EINEN UMGEBUNGSDRUCK ZUM STEUERN EINER BRENNKRAFTMASCHINE EINES KRAFTFAHRZEUGS - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Ersatzgröße (SUB) für einen Umgebungsdruck (AMP). Es wird ein Anfangswert (AMP_BEG) des Umgebungsdrucks (AMP) abhängig von einem erfassten Ladedruck (BOB) ermittelt in einem ersten Betriebszustand einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug. Abhängig von einer Motorleistung (POW_MOT) und einer Verlustleistung (POW_LOST) wird eine Antriebsleistung (POW_DT) des Kraftfahrzeugs ermittelt. Ferner wird eine Luftwiderstandsleistung (POW_AIR_R), eine Beschleunigungsleistung (POW_AC) und eine Rollwiderstandsleistung (POW_RO_R) des Kraftfahrzeugs ermittelt. Dann wird eine Steigleistung (POW_ALTI) des Kraftfahrzeugs ermittelt abhängig von der Antriebsleistung (POW_DT), der Beschleunigungsleistung (POW_AC), der Rollwiderstandsleistung (POW_RO_R) und der Luftwiderstandsleistung (POW_AIR_R). Außerhalb des ersten Betriebszustands wird ein Ersatzgröße (SUB) des Umgebungsdrucks (AMP) ermittelt abhängig von dem Anfangswert (AMP_BEG) des ermittelten Umgebungsdrucks (AMP) und der Steigleistung (POW_ALTI) des Kraftfahrzeugs.

Description

Beschreibung

Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln einer Ersatzgröße für einen Umgebungsdruck zum Steuern einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vor^¬ richtung zum Ermitteln einer Ersatzgröße für einen Umgebungsdruck zum Steuern einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit einem Ansaugtrakt, in dem ein Verdichter angeordnet ist und in dem stromabwärts des Verdichters ein Ladedrucksensor angeord^¬ net ist, der einen Ladedruck erfasst.

Der Umgebungsdruck weist je nach Wetterlage und Temperaturen Schwankungen von ca. 10 % auf. Für je 8 m Höhenzuwachs in Bodennähe nimmt der Umgebungsdruck um ca. 1 mbar ab. Bei einer Fahrt mit dem Kraftfahrzeug kann sich der Umgebungsdruck um mehr als 200 mbar ändern. Die Kenntnis des Umgebungsdrucks ermöglicht ei^¬ ne präzise Steuerung der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs.

Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen, das beziehungsweise die ein präzises Ermitteln des Umgebungsdrucks einfach ermöglicht.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen An^¬ sprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Ermitteln einer Ersatzgröße für einen Umgebungsdruck zum Steuern einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit einem Ansaugtrakt. In dem Ansaugtrakt ist ein Verdichter und stromabwärts des Verdichters ein Ladedrucksensor angeordnet, der einen Ladedruck erfasst. Bei dem Verfahren wird ein Anfangswert des Umgebungsdrucks abhängig von dem erfassten Ladedruck ermittelt in einem vorgegebenen ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine. Abhängig von einer Motorleistung und einer Verlustleistung wird eine Antriebsleistung ermittelt, die von einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs geleistet wird. Es wird eine Luftwiderstandsleistung des Kraftfahrzeugs ermittelt abhängig von einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs. Ferner wird eine Beschleunigungsleistung des Kraftfahrzeugs abhängig von einer Änderung der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ermit^¬ telt. Außerdem wird eine Rollwiderstandsleistung des Kraftfahrzeugs ermittelt. Darüber hinaus wird eine Steigleistung des Kraftfahrzeugs ermittelt abhängig von der Antriebsleistung, der Beschleunigungsleistung, der Rollwiderstandsleistung und der Luftwiderstandsleistung. Außerhalb des ersten Betriebszustands wird die Ersatzgröße des Umgebungsdrucks ermittelt abhängig von dem Anfangswert des ermittelten Umgebungsdrucks und der Steig^¬ leistung des Kraftfahrzeugs.

Die ermittelte Ersatzgröße für den Umgebungsdruck ermöglicht die Steuerung der Brennkraftmaschine abhängig von dem Umgebungsdruck ohne Umgebungsdrucksensor in allen Betriebszuständen . Der Abgleich der Ersatzgröße mit dem Umgebungsdruck in dem ersten Betriebszustand ermöglicht einfach eine eventuelle Korrektur der Ersatzgröße. Dies trägt dazu bei, dass die Ersatzgröße sehr prä^¬ zise ermittelt wird.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird die Ersatzgröße ermittelt abhängig von der Steigleistung und einer ersten Zeitdauer, seit der letzten Einnahme des ersten Betriebszustands. Falls die Ersatzgröße mit zunehmender erster Zeitdauer zunehmend von dem realen Umgebungsdruck abweicht, so kann die Berücksichtigung der ersten Zeitdauer und der innerhalb der ersten Zeitdauer geleisteten Steigleistung zu einem konservativen sicheren Ermitteln der Ersatzgröße beitragen. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird der Gradient der Ersatzgröße tiefpassgefiltert und abhängig von dem gefilterten Gradienten der Ersatzgröße eine angepasste Ersatzgröße ermittelt. So wirken sich temporäre Berechnungsfeh^¬ ler, Messfehler und/oder die Vorgabe des neuen Anfangswerts für den Umgebungsdruck nur unwesentlich auf die angepasste Ersatzgröße aus .

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens um- fasst der erste Betriebszustand einen Motorstillstand. Falls der Motor der Brennkraftmaschine still steht, gleichen sich der La^¬ dedruck und der Umgebungsdruck aus. Ist beispielsweise die Zündung der Brennkraftmaschine eingeschaltet, so kann der Umge^¬ bungsdruck einfach direkt von dem Ladedrucksensor erfasst werden. Dies ermöglicht ein sehr präzises Ermitteln des Umgebungs^¬ drucks lediglich abhängig von der Messgenauigkeit des Ladedrucksensors .

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens um- fasst der erste Betriebszustand einen Zustand der Brennkraftma^¬ schine, in dem der Ladedruck während einer zweiten vorgegebenen Zeitdauer annährend konstant ist. Falls der Ladedruck über die zweite Zeitdauer näherungsweise konstant ist, stellt sich zwi^¬ schen Ladedruck und Umgebungsdruck ein dynamisches Gleichgewicht ein. Der Umgebungsdruck kann dann abhängig von dem erfassten Ladedruck und einem erfassten Luftmassenstrom aus einem vorgegebenen ersten Kennfeld sehr präzise ermittelt werden. Der Luftmas^¬ senstrom kann beispielsweise erfasst werden, wenn stromaufwärts des Verdichters ein Luftmassenstromsensor angeordnet ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens um- fasst der erste Betriebszustand einen Schubbetrieb, in der über eine dritte vorgegebene Zeitdauer eine Motordrehzahl größer null ist, ohne dass eine Kraftstoffeinspritzung INJ in einen Brennraum der Brennkraftmaschine erfolgt. Der Umgebungsdruck wird dann abhängig von der Motordrehzahl und dem erfassten Ladedruck aus einem vorgegebenen zweiten Kennfeld ermittelt. Bei dem Schubbetrieb, beispielsweise bei einer Motorbremse, wirkt die Brennkraftmaschine lediglich wie eine Luftpumpe. In diesem Fall kann das zweite Kennfeld einfach vorgegeben und der Umgebungs^¬ druck AMP sehr präzise ermittelt werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird abhängig von der Ersatzgröße eine Motorschutzmaßnahme ge^¬ steuert. Dies trägt wirkungsvoll zu einem schonenden Betrieb der Brennkraftmaschine bei.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens um- fasst die Motorschutzmaßnahme eine Drehmomentbegrenzung der Brennkraftmaschine. Dies trägt einfach zu einem Vermeiden eines Überhitzens der Brennkraftmaschine und einer Schädigung des Ab^¬ gasturboladers bei.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird abhängig von der Ersatzgröße ein Stellglied eines Abgastur^¬ boladers gesteuert, der den Verdichter umfasst. Dies trägt wir^¬ kungsvoll zu einem schonenden Betrieb des Abgasturboladers bei.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 eine Brennkraftmaschine mit einer Steuervorrichtung,

Figur 2 ein Ablaufdiagramm eines Programms, das in der Steuervorrichtung abgearbeitet wird, Figur 3 eine Fortsetzung des Ablaufdiagramms des Programms gemäß Figur 2,

Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit dem gleichen Bezugskennzeichen gekennzeichnet.

Eine Brennkraftmaschine (Figur 1) umfasst einen Ansaugtrakt 2, einen Motorblock 4, einen Zylinderkopf 6 und einen Abgastrakt 8. Der Ansaugtrakt 2 umfasst vorzugsweise einen Luftfilter 9, einen Verdichter 11, eine Drosselklappe 10, einen Sammler 12, ein Saugrohr 14 und einen Ladeluftkühler 15. Das Saugrohr 14 ist hin zu einem Zylinder Zl über einen Einlasskanal in den Motorblock 4 geführt. Der Motorblock 4 umfasst ferner eine Kurbelwelle 16, welche über eine Pleuelstange 20 mit dem Kolben 22 des Zylinders Zl gekoppelt ist.

Der Zylinderkopf 6 umfasst einen Ventiltrieb mit einem Gasein^¬ lassventil 24, einem Gasauslassventil 26 und einem Einspritzven^¬ til 36. Alternativ kann das Einspritzventil 36 auch in dem Saug^¬ rohr 14 angeordnet sein.

In dem Abgastrakt 8 sind ein Katalysator 42 und eine Turbine 43 angeordnet. Die Turbine 43 ist mit dem Verdichter 11 mechanisch gekoppelt. Die Turbine 43 und der Verdichter 11 bilden einen Ab^¬ gasturbolader. Der Abgastrakt 8 kann über eine Abgasrückführung 44 abhängig von der Stellung eines Abgasrückführungsventils 46 mit dem Ansaugtrakt 2 kommunizieren. Bevorzugt wird das Abgas entlang der Abgasrückführung 46 mit einem Abgasrückführungskühler 48 gekühlt.

Eine Steuervorrichtung 50 ist vorgesehen, der Sensoren zugeordnet sind, die verschiedene Messgrößen erfassen und jeweils den Wert der Messgröße ermitteln. Die Steuervorrichtung 50 ermittelt abhängig von mindestens einer der Messgrößen Stellgrößen, die dann in ein oder mehrere Stellsignale zum Steuern der Stellglie^¬ der mittels entsprechender Stellantriebe umgesetzt werden. Die Steuervorrichtung 50 kann auch als Vorrichtung zum Steuern der Brennkraftmaschine bezeichnet werden.

Die Sensoren sind ein Luftmassensensor 56 welcher einen Luftmassenstrom MAF stromaufwärts des Verdichters 11 erfasst, ein Umge^¬ bungstemperatursensor 60, der eine Umgebungstemperatur erfasst, ein Ladelufttemperatursensor 62, der eine Ladelufttemperatur erfasst, ein Ladedrucksensor 68, der einen Ladedruck BOB stromabwärts des Verdichters 11 erfasst, ein Drosselklappenstellungs^¬ sensor 70, der einen Öffnungsgrad der Drosselklappe 10 erfasst, ein Kurbelwellenwinkelsensor 71, der einen Kurbelwellenwinkel erfasst, dem dann eine Motordrehzahl N zugeordnet wird. Der La^¬ dedrucksensor 68 ist stromabwärts der Drosselklappe 10 angeord^¬ net. Der Ladedrucksensor 68 kann auch zwischen der Drosselklappe 10 und dem Verdichter 11 angeordnet sein.

Je nach Aus führungsform der Erfindung kann eine beliebige Untermenge der genannten Sensoren vorhanden sein oder es können auch zusätzliche Sensoren vorhanden sein. Die Stellglieder sind beispielsweise die Drosselklappe 10, die Gaseinlass- und Gasaus^¬ lassventile 24, 26, das Einspritzventil 36, das Abgasrückfüh^¬ rungsventil 46 oder ein Turbinenstellglied 75. Das Turbinen^¬ stellglied 75 kann verstellbare Turbinenschaufeln und/oder ein Waste-Gate-Ventil umfassen, mit dem ein Bypass geöffnet werden kann, durch den Abgas an der Turbine 43 vorbeigeleitet wird ohne die Turbine 43 anzutreiben. Neben dem Zylinder Zl sind bevorzugt auch noch weitere Zylinder Z2 bis Z4 vorgesehen, denen dann auch entsprechende Stellglieder und gegebenenfalls Sensoren zugeord^¬ net sind. Ein Programm ist in einem Programmspeicher der Steuervorrichtung 50 gespeichert und kann während des Betriebs der Brennkraftma^¬ schine abgearbeitet werden. Mittels des Programms kann zu jedem beliebigen Zeitpunkt während des Betriebs der Brennkraftmaschine ein Umgebungsdruck AMP oder eine Ersatzgröße SUB für den Umgebungsdruck AMP ermittelt werden.

Das Programm wird in einem Schritt Sl (Figur 2) gestartet, in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert werden. Der Start er^¬ folgt bevorzugt zeitnah zu dem Einschalten der Zündung des Kraftfahrzeugs .

In einem Schritt S2 werden der Ladedruck BOB und der Luftmassenstrom MAF erfasst.

In einem Schritt S3 wird abhängig dem Ladedruck BOB, dem Luftmassenstrom MAF und einer Kraftstoffeinspritzung INJ ein Betriebszustand BZ der Brennkraftmaschine ermittelt. In einem ers^¬ ten Betriebszustand BZl kann der Umgebungsdruck AMP abhängig von dem erfassten Ladedruck BOB ermittelt werden. Eine Gesamtdruckdifferenz zwischen dem Umgebungsdruck AMP und dem Ladedruck BOB ergibt sich aus einzelnen Druckdifferenzen die an dem Luftfilter 9, dem Verdichter 11, dem Ladeluftkühler 15 und der Drosselklappe 10 auftreten. Die einzelnen Druckdifferenzen können während des ersten Betriebszustands BZl mit vernachlässigbarer Unsicherheit ermittelt werden. Der erste Betriebszustand BZl umfasst ei^¬ nen Motorstillstand BZl_ES, einen Schubbetrieb BZl_PU und einen Konstantbetrieb BZ1_CON. Außerhalb des ersten Betriebszustands BZl befindet sich die Brennkraftmaschine in einem zweiten Be^¬ triebszustand. In dem zweiten Betriebszustand ist ein Ermitteln des Umgebungsdrucks AMP über den erfassten Ladedruck BOB nur mit unzureichender Genauigkeit möglich. In einem Schritt S4 wird geprüft, ob der Betriebszustand BZ des Motorstillstands BZl_ES vorliegt. Bei Motorstillstand BZl_ES dreht sich die Kurbelwelle nicht und der erfasste Luftmassen^¬ strom MAF ist gleich Null. Der Motorstillstand BZl_ES kann fest^¬ gestellt werden anhand des erfassten Luftmassenstroms MAF und/oder anhand der Motordrehzahl N.

Ist die Bedingung des Schritts S4 erfüllt, so wird das Programm in einem Schritt S5 weitergeführt. In dem Schritt S5 wird der Umgebungsdruck AMP dem Ladedruck BOB zugeordnet. Da bei Motorstillstand BZl_ES kein Druck in der Brennkraftmaschine erzeugt wird, gleicht sich der Ladedruck BOB an den Umgebungsdruck AMP an. Der Umgebungsdruck AMP ist dann direkt von dem Ladedrucksensor 68 messbar. Dem Anfangswert AMP_BEG wird der Umgebungsdruck AMP zugeordnet und das Programm wird ab dem Schritt S2 wieder^¬ holt.

Ist die Bedingung des Schritts S4 nicht erfüllt, so wird in ei^¬ nem Schritt S6 geprüft, ob über eine vorgegebene dritte Zeitdau^¬ er der Luftmassenstrom MAF größer Null ist und keine Kraftstoffeinspritzung INJ in den Brennraum der Brennkraftmaschine stattfindet. Dann liegt der Betriebszustand BZ des Schubbetriebs BZl_PU vor. Die dritte Zeitdauer kann beispielsweise drei Sekun^¬ den entsprechen.

Ist die Bedingung des Schritts S6 erfüllt, so wird in einem Schritt S7 abhängig von der Motordrehzahl N und dem Ladedruck BOB der Umgebungsdruck AMP aus einem vorgegebenen zweiten Kennfeld ermittelt. Dem Anfangswert AMP_BEG wird der Umgebungsdruck AMP zugeordnet und das Programm wird ab dem Schritt S2 wieder^¬ holt.

Ist die Bedingung des Schrittes S6 nicht erfüllt, so wird in ei^¬ nem Schritt S9 geprüft ob eine Abweichung des erfassten Lade- drucks BOB während einer vorgegebenen zweiten Zeitdauer kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist. Der Schwellenwert THR kann beispielsweise 100 mbar über Umgebungsdruck AMP mit einem Gradienten bevorzugt im Bereich ±250 mbar/sec entsprechen und die zweite Zeitdauer kann beispielsweise einer Sekunde entspre^¬ chen. Dann liegt der Betriebszustand BZ des Konstantbetriebs BZ1_CON vor.

Alternativ kann der Betriebszustand BZ des Konstantbetriebs BZl_CON auch von einer Turbinendrehzahl der Turbine 43 oder von einer entsprechenden Verdichterdrehzahl des Verdichters 11 abhängen. Dann wird geprüft, ob die Turbinendrehzahl während der vorgegebenen zweiten Zeitdauer in einem vorgegebenen Drehzahlbereich um einen Mittelwert schwankt. Der vorgegebene Drehzahlbe^¬ reich kann beispielsweise ± 100 Umdrehungen pro Minute entspre^¬ chen.

Ist die Bedingung in Schritt S9 erfüllt, so wird in einem Schritt SlO der Umgebungsdruck AMP abhängig von dem erfassten Luftmassenstrom MAF, der Drosselklappenstellung, der Ladedrucklufttemperatur, dem Ladedruck BOB und/oder der Umgebungslufttemperatur anhand des vorgegebenen zweiten Kennfelds ermittelt. Die geöffnete Drosselklappenstellung ist vorzugsweise die Stellung der Drosselklappe, bei der nahezu keine Drosselung erfolgt. Das zweite Kennfeld zeigt die Abhängigkeit des Luftmassenstroms MAF auf eine Normtemperatur und einen Normdruck normiert von einem Druckverhältnis aus Ladedruck BOB und Umgebungsdruck AMP' nach Luftfilter 9. Der Umgebungsdruck AMP' nach Luftfilter 9 entspricht dem Umgebungsdruck AMP mit einer Änderung des Umgebungsdrucks AMP, die abhängig von einem vorgegebenen Strömungswiderstand des Luftfilters 9 und dem erfassten Luftmassenstrom MAF ermittelt wird. Ist die Bedingung in Schritt 9 nicht erfüllt, so wird in einem Schritt Sil eine Rollwiderstandsleistung POW_RO_R ermittelt, die aufgebracht werden muss um den Rollwiderstand des Kraftfahrzeugs zu überwinden. Die Rollwiderstandsleistung ist abhängig von einem vorgegebenen Haftwert MU_ROLL der Reifen des Kraftfahrzeugs, einem vorgegebenem Radius R_RAD der Reifen, der Erdbeschleunigung G, einer vorgegebenen Normmasse M des Kraftfahrzeugs mit Normfahrer und dem zurückgelegten Weg X sowie der Messzeitdauer T, während denen die Messung vorgenommen wird. Bevorzugt wird die Rollwiderstandsleistung POW_RO_R entsprechend der in dem Schritt Sil angegebenen Berechnungsvorschrift ermittelt.

In einem Schritt S12 wird eine Antriebsleistung POW_DT ermittelt abhängig von einer Motorleistung POW_MOT und einer Verlustleistung POW_LOST. Die Antriebsleistung POW_DT ist die Leistung, die von einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs geleistet wird. Die Motorleistung POW_MOT ist die Leistung, die der Motor leistet. Die Verlustleistung POW_LOST ist die Leistung, die benötigt wird zum Betreiben unterschiedlicher Verbraucher, beispielsweise einer Lichtmaschine und/oder einer Klimaanlage. Außerdem umfasst die Verlustleistung POW_LOST den Wirkungsgrad des Antriebs^¬ strangs .

In einem Schritt S13 wird die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs erfasst .

In einem Schritt S14 wird eine Luftwiderstandsleistung POW_AIR_R des Kraftfahrzeugs ermittelt. Diese hängt ab von einer vorgege^¬ benen Umgebungsluftdichte RHO, einem vorgegebenen CW-Wert CW des Kraftfahrzeugs, einer vorgegebenen Querschnittsfläche AR des Kraftfahrzeugs, der erfassten Geschwindigkeit V, dem Weg X und der Messzeitdauer T. Bevorzugt wird die Luftwiderstandsleistung POW_AIR_R ermittelt entsprechend der in dem Schritt S14 angege^¬ benen Berechnungsvorschrift. In einem Schritt S15 wird eine Beschleunigungsleistung POW_AC des Kraftfahrzeugs ermittelt. Dazu wird zu Beginn einer Messung die Geschwindigkeit V erfasst, die dann einem Anfangswert VO der Geschwindigkeit V entspricht. Nach der Messzeitdauer T wird die Geschwindigkeit V erneut erfasst. Abhängig von der Geschwindig^¬ keit V und dem Anfangswert VO der Geschwindigkeit V wird die Be^¬ schleunigungsleistung POW_AC ermittelt, bevorzugt entsprechend der in dem Schritt S15 angegebenen Berechnungsvorschrift.

In einem Schritt S16 wird die Steigleistung POW_ALTI ermittelt. Die Steigleistung POW_ALTI hängt ab von der Antriebsleistung POW_DT, der Beschleunigungsleistung POW_AC, der Rollwiderstandsleistung POW_RO_R und der Luftwiderstandsleistung POW_AIR_R. Die Steigleistung POW_ALTI wird bevorzugt entsprechend der in dem Schritt S16 angegebenen Berechnungsvorschrift ermittelt.

In einem Schritt S17 wird abhängig von der Steigleistung POW_ALTI die Höhe ALTI ermittelt, die in der Messzeitdauer T zurückgelegt wurde. Die Ermittlung der Höhe erfolgt bevorzugt ent^¬ sprechend der in dem Schritt S17 angegebenen Berechnungsvorschrift. Für das Ermitteln der Ersatzgröße SUB wird die Gesamt^¬ höhe benötigt die zurückgelegt wurde, seit der letzten Einnahme des ersten Betriebszustands BZl. Daher wird für jeden Durchlauf des Programms ohne Ermitteln eines neuen Anfangswerts AMP_BEG die neu ermittelte Höhe ALTI zu der in dem vorangegangenen Durchlauf ermittelten Höhe ALTI addiert.

In einem Schritt S18_A wird die Ersatzgröße SUB für den Umge^¬ bungsdruck ermittelt abhängig von der Steighöhe ALTI und dem er- fassten Anfangswert AMP_ BEG des Umgebungsdrucks AMP, bevorzugt entsprechend der in dem Schritt S18 angegebenen Berechnungsvorschrift. Dabei wird die Anfangshöhe H₀ abhängig von dem erfassten Anfangswert AMP_BEG des Umgebungsdrucks AMP ermittelt. In einem Schritt S18_B wird die Ersatzgröße SUB abhängig von ei^¬ ner Fehlerabschätzung ermittelt. Bevorzugt hängt die Fehlerab^¬ schätzung ab von der Höhe ALTI und einer ersten Zeitdauer EZ, seit der letzten Einnahme des ersten Betriebszustands BZl und wird vorzugsweise ermittelt entsprechend der in dem Schritt S18_B angegebenen Berechnungsvorschrift.

In einem Schritt S19 wird der Gradient GRD_SUB der Ersatzgröße SUB ermittelt. Der Gradient GRD_SUB der Ersatzgröße SUB wird von einem Tiefpass in der Steuervorrichtung 50 tiefpassgefiltert .

Abhängig von dem gefilterten Gradienten GRD_SUB der Ersatzgröße SUB wird in einem Schritt S20 eine angepasste Ersatzgröße SUB' ermittelt. Wenn ein neuer Anfangswert AMP_BEG des Umgebungs^¬ drucks AMP ermittelt wird, kann sich die Ersatzgröße SUB sprung^¬ artig ändern. Ein Sprung der Ersatzgröße SUB kann auch hervorgerufen werden durch eine fehlerhaft erfasste Größe, beispielswei^¬ se dem Ladedruck BOB, oder durch einen Berechnungsfehler des Programms. Das Tiefpassfiltern des Gradienten der Ersatzgröße kann dazu beitragen, zu große Sprünge auszugleichen und einen ausgeglichenen Verlauf der modifizierten Ersatzgröße SUB' zu erzielen.

In einem Schritt S21 wird eine Motorschutzmaßnahme MDR abhängig von der modifizierten Ersatzgröße SUB' gesteuert. Die Motorschutzmaßnahme MDR kann beispielsweise eine Drehmomentbegrenzung des Motors sein und/oder eine Drehzahlbegrenzung des Abgasturboladers. Die Drehmomentbegrenzung des Motors erfolgt über eine Begrenzung der Kraftstoffmenge bei der Kraftstoffeinspritzung INJ. Die Drehzahlbegrenzung der Turbine 43 des Abgasturboladers kann erfolgen über den Bypass oder durch die verstellbaren Turbinenschaufeln. Beim Abschalten der Zündung des Kraftfahrzeugs wird in einem Schritt S22 das Programm beendet. Ansonsten wird das Programm beginnend in dem Schritt S2 wiederholt.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Ermitteln einer Ersatzgröße (SUB) für einen Umgebungsdruck (AMP) zum Steuern einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit einem Ansaugtrakt (2), in dem ein Verdichter

(11) angeordnet ist und in dem stromabwärts des Verdichters (11) ein Ladedrucksensor (68) angeordnet ist, der einen Ladedruck (BOB) erfasst, bei dem

- ein Anfangswert (AMP_BEG) des Umgebungsdrucks (AMP) abhängig von dem erfassten Ladedruck (BOB) ermittelt wird in einem vorgegebenen ersten Betriebszustand BZl der Brennkraftmaschine,

- abhängig von einer Motorleistung (POW_MOT) und einer Verlustleistung (POW_LOST) eine Antriebsleistung (POW_DT) ermittelt wird, die von einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs geleistet wird,

- eine Luftwiderstandsleistung (POW_AIR_R) des Kraftfahrzeugs abhängig von einer Geschwindigkeit (V) des Kraftfahrzeugs ermit^¬ telt wird,

- eine Beschleunigungsleistung (POW_AC) des Kraftfahrzeugs ab^¬ hängig von einer Änderung der Geschwindigkeit (V) ermittelt wird,

- eine Rollwiderstandsleistung (POW_RO_R) des Kraftfahrzeugs er^¬ mittelt wird,

- eine Steigleistung (POW_ALTI) des Kraftfahrzeugs ermittelt wird abhängig von der Antriebsleistung (POW_DT) , der Beschleunigungsleistung (POW_AC) , der Rollwiderstandsleistung (POW_RO_R) und der Luftwiderstandsleistung (POW_AIR_R) , wobei außerhalb des ersten Betriebszustands ein Ersatzgröße (SUB) des Umgebungsdrucks (AMP) ermittelt wird abhängig von dem Anfangswert (AMP_BEG) des ermittelten Umgebungsdrucks (AMP) und der Steigleistung (POW_ALTI) des Kraftfahrzeugs.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Ersatzgröße (SUB) ermittelt wird abhängig von der Steigleistung (POW_ALTI) und einer ersten Zeitdauer (EZ), seit der letzten Einnahme des ersten Betriebszustands .

3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Gradient (GRD_SUB) der Ersatzgröße (SUB) tiefpassgefiltert wird und abhängig von dem gefilterten Gradienten (GRD_SUB) der Ersatzgröße (SUB) eine angepasste Ersatzgröße (SUB' ) ermittelt wird.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der erste Betriebszustand BZl einen Motorstillstand BZ1_ES umfasst.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der erste Betriebszustand BZl einen Konstantbetrieb BZ1_CON umfasst, in dem der Ladedruck (BOB) über eine zweite vorgegebene Zeitdau^¬ er (ZZ) annährend konstant ist, und der Umgebungsdruck (AMP) abhängig von dem erfassten Ladedruck (BOB) und einem erfassten Luftmassenstrom (MAF) aus einem vorgegebenem ersten Kennfeld ermittelt wird.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der erste Betriebszustand BZl einen Schubbetrieb BZl_PU umfasst, in dem eine Motordrehzahl größer Null ist, ohne dass während einer vorgegebenen dritten Zeitdauer (DZ) eine Kraftstoffeinspritzung INJ in einen Brennraum der Brennkraftmaschine erfolgt, und der Umgebungsdruck (AMP) abhängig von der Drehzahl und dem Ladedruck aus einem vorgegebenem zweiten Kennfeld ermittelt wird.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem abhängig von der Ersatzgröße (SUB) eine Motorschutzmaßnahme MDR gesteuert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Motorschutzmaßnahme eine Drehmomentbegrenzung der Brennkraftmaschine umfasst.

9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem abhängig von der Ersatzgröße (SUB) ein Stellglied eines Abgasturboladers gesteuert wird, der den Verdichter (11) umfasst.

10. Vorrichtung zum Ermitteln eines Umgebungsdrucks (AMP) zum Steuern einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit einem Ansaugtrakt (2), in dem ein Verdichter (11) angeordnet ist und in dem stromabwärts des Verdichters (11) ein Ladedrucksensor (68) angeordnet ist, der ausgebildet ist zum Erfassen eines La^¬ dedrucks (BOB) , wobei die Vorrichtung ausgebildet ist zum Ermit^¬ teln

- eines Anfangswerts (AMP_BEG) des Umgebungsdrucks (AMP) abhän^¬ gig von dem erfassten Ladedruck (BOB) in einem vorgegebenen ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine,

- einer Antriebsleistung (POW_DT) , die von einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs geleistet wird, abhängig von einer Motorleis^¬ tung (POW_MOT) und einer Verlustleistung (POW_LOST) ,

- einer Luftwiderstandsleistung (POW_AIR_R) des Kraftfahrzeugs abhängig von einer Geschwindigkeit (V) des Kraftfahrzeugs,

- einer Beschleunigungsleistung (POW_AC) des Kraftfahrzeugs abhängig von einer Änderung der Geschwindigkeit (V) ,

- einer Rollwiderstandsleistung (POW_RO_R) des Kraftfahrzeugs,

- einer Steigleistung (POW_ALTI) des Kraftfahrzeugs abhängig von der Antriebsleistung (POW_DT) , der Beschleunigungsleistung

(POW_AC) , der Rollwiderstandsleistung (POW_RO_R) und der Luftwiderstandsleistung (POW_AIR_R) ,

- einer Ersatzgröße (SUB) des Umgebungsdrucks (AMP) außerhalb des ersten Betriebszustands abhängig von dem Anfangswert

(AMP_BEG) des ermittelten Umgebungsdrucks (AMP) und der Steig^¬ leistung (POW_ALTI) des Kraftfahrzeugs.